实现飞跃

为了解决具体问题,新研究队伍使用192支激光束,在不同地方实施不同的照射力度,以期获得更均匀的内爆。为了避免塑料胶囊解体,研究人员还调整了激光脉冲时间。

一般而言,20纳秒内,科学家一开始主要使用低功率激光进行轰击,以便在未加热燃料的情况下促使内爆移动,最后激光以突然的高功率引发核聚变。这种“低起步”方法背后的理论是,冷燃料最终将被压缩到更高的密度。但缺点在于较低的速度使得胶囊有时间爆炸。美国海军研究实验室等离子物理学部激光等离子分部主任StephenObenschain表示,在低功率激光冲击下,“有太多有害的事情可能出现,你无法看到发生了什么”。

NIF新研究小组决定尝试使用初始能量就稍高的激光脉冲进行轰击,以便燃料更快地出现内爆,并且在15纳秒之后就更快地结束脉冲。尽管这样的“高起点”最终将无法获得那么高的密度,但是研究人员希望这种方法能有助于控制燃料的混合。

去年8月13日进行的一次激光轰击实验证明他们的想法是正确的,并且实现了能源输出量的飞跃。9月27日和11月19日进行的另外两次实验得出的结果甚至更好,产生的能量(14.4千焦和17.3千焦)比内爆过程中沉积在核聚变燃料里的能量(11千焦和9千焦)更多。

这是有史以来第一次在激光核聚变实验里实现这样的能量输出。NIF研究小组负责人OmarHurricane在新闻发布会上表示:“相比之前的实验,我们向后退了一步,而这让我们向前迈出了一大步。”