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国际热核聚变实验堆计划的美国点火计划在麻烦中前行
在地球上,核聚变最先是在氢弹中大量产生的。在氢弹中,引爆用的原子弹所产生的高温高压,使氢弹中的聚变燃料挤压在一起,由于物质的惯性,在飞散之前产生大量聚变(也叫惯性约束核聚变)。只不过,氢弹爆炸威力巨大,人类无法控制它。
上个世纪60年代,利用该原理,前苏联科学家提出并证明了激光可以使氘氚发生聚变。直到2009年,耗资35亿美元的美国点火装置(简称NIF)终于让科学家看到了激光核聚变实现的可能性,人类寄希望于能从该实验室中获得“取之不尽,用之不竭”的清洁核能。
这个世界上最大的激光聚变机器坐落在加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔实验室的一个特大号“仓库”里。在装置内部,激光器会产生192条激光束,射向一个含氘氚的氢球形靶丸上使其崩溃,并产生一亿摄氏度左右的高温,从而触发氢原子聚变,释放大量能量。激光和氢靶丸的碰撞过程极其短暂,仅持续数几个纳秒(1纳秒等于10亿分之1秒)。为了达至临界点或者说点燃反应堆,激光器的设计能量为1.8兆焦耳。
早在去年,据《自然》杂志报道,被称为“人造太阳”的美国点火装置(NIF)所发射出的激光已经达到了2兆焦,也是激光向核聚变能源迈出的第一步。
近日,据BBC网10月7日报道,在9月末进行的一次聚变实验中,聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量——在全世界聚变装置中取得了里程碑突破。不过,记者尚未在劳伦斯利弗莫尔实验室官方网站上看到该消息。
事实上,NIF项目并非一帆风顺,NIF研究团队点火目标的推进曾一推再推。据《科学美国人》报道,去年美国科学院专家小组的一份中期报告显示,NIF激光触发核聚变的方法并不被十分看好。
王晓方告诉《中国科学报》记者,激光器的发射重复率还很低,无法持续聚变产能。“这是因为,目前激光器所使用的玻璃放大介质无法满足既在单位时间内能发射更多次数,又保证激光束的质量。”
目前,NIF的激光器每天只能发射几次。只有当每秒钟发生三四次甚至更多的核聚变且连续不断地进行下去,并且每次聚变的能量增益达到10~100倍,才能实现实用化。
“为了提高激光发射的重复率,科学家也在研发新型激光器,比如半导体激光泵浦,还有光纤激光器等。”但王晓方表示,这些激光器尚不能做成足够的规模,激光输出的能量还不足以来实现聚变点火。“目前,还没有找到提高激光发射重复率从而持续聚变产能的好办法。”
据了解,近日,NIF研究团队已经将激光对准了真正的燃料球,实验更进一步,但点火靶球却在极端的温度和压力下屡次过早破裂。不难看出,美国点火装置的麻烦始终与新进展同在。
美国宣布核聚变重大突破,首次实现“核聚变点火”,将会带来哪些改变?
有利于核武器的建造,也能够建造出人造太阳。
美国能源部表示,美国核聚变的研究已经有了成就。美国实现了全球首次激光核聚变点火,对于美国核武器来说是非常有利的。颠覆性的革命很有可能就要到来了,那么这个问题已经开始了,第1个步骤。技术既然取得了突破性的支持,那么未来给世界带来的是完全不一样的,也是一个很不一样的计划。
有利于核武器的建造,或许都能造出人造太阳
根据目前的信息,可以看得到美国劳伦斯公司做出来的这个点火装饰,也就是核聚变有了新的突破。为了所谓的能量竞争力,那么这个核聚变所产生的反应能量已经超过了这个输入的能量,感觉还是比较可怕的。因为这个成就将意味着很有可能会实现建造人造太阳,还有核武器的建造,都有着一样的意义。
对美国核武器非常有利,颠覆性革命要来了
我们可以看一下这件事情,对美国核武器来说是非常有利的,因为美国实现了全球首次激光核聚变点火,所以这是一个新的象征,也是一个完全不一样的意义。这样的情况之下,颠覆性的革命或许就要到来了,那么这个问题也即将开始,一个全新的步骤或许会有缺点,但是大部分都是一些突破。
给世界带来的不一样,也是一个完全不同的计划
我们可以看一下这件事情,给世界带来的变化是完全不一样的,而且也是一个不同的小计划。美国科研人员在研究核聚变能源这方面是取得了一个巨大的突破,那么首次成功制造出了核融合的反应。这个突破是完全不一样的,那么也可以让世界获得潜在的无限能源,感觉还是比较优秀的,颠覆性的能源革命即将到来。
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