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美国的“人造太阳”正在地平线升起
发表日期: 2016-04-15 作者: 科技日报 点击率:
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  美国国家点火装置的前置放大器。 

  据物理学家组织网925日(北京时间)消息,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室报告称,世界最大激光器、被称为人造太阳的美国国家点火装置(NIF)正距离其目标越来越近,显示了一个可持续核聚变反应装置正在由梦想逐步成为现实。不过在设施达到高度稳定前,目前仍有一个显著障碍有待克服。相关论文发表在《等离子体物理学》杂志上。 

  备受全球关注的NIF20095月在加州落成,融合了美国多家实验室的心血,迄今仍无人能挑战其世界上最大的激光聚变机器的身份。NIF有能力产生类似恒星内核的热与力,设计初衷本是用来模拟核爆,与罗切斯特大学激光器一样都属美国无爆炸核试验不可或缺之部分。但该装置也有较高的可用增益,让人们广泛注意到它更具魅力的一点——实现核能发电。人类能于实验室中获得取之不尽用之不竭核聚变能源,这在以前是想都不敢想的事。 

  此次据NIF研究小组的报告,在点火中,工程师们已直接将NIF的激光对准了燃料球,燃料球中含有氘和氚原子,激光器随后以接近太阳中心的温度对原子进行加热。NIF惯性约束聚变副主任约翰·爱德华兹表示,他们需要在一个非常可控的方式下利用激光束快速加热(点火要求在十亿分之一秒内),使目标物的最外层发生爆炸,目标物的剩余部分在强烈内爆的驱使下,内部燃料瞬间压缩,形成冲击波,进一步加热中心区域的燃料,导致可持续性燃烧,产生巨大能量。实验几乎已经成功,但舱室却在极端的温度和压力下屡次过早破裂。 

  约翰·爱德华兹称,为实现点火,他们已面对了相当多的挑战——足够的X射线强度、精确的能量传递等,但现在仍有一个关键障碍横亘于此。研究人员或将再做出一个在引燃点下能保持稳定的舱室。 

  而据稍早时间劳伦斯·利弗莫尔实验室发布的消息称,NIF的重量级激光向核聚变能源迈出了第一步192束激光束成功融合成一个单一脉冲,并爆发出难以置信的能量——1.8兆焦耳的能量和500万亿瓦的峰值功率,已比美国在任何特定时刻内消耗的总电量还要高1000多倍。 

  NIF项目并非一帆风顺。2012年末,其曾被披露迫于种种压力扭转研究方向,焦点由能源正转回到核武器上。据当时《自然》在线版报道,主要原因是部分政府人士发现激光核聚变与产生电能尚有距离,同时还夺走了其他领域本来就不宽裕的资金。不过多数科学家非常难以接受这个伟大的清洁能源之梦就此夭折,他们对NIF的研究进展进行辩护,也对政府这一决议大加抨击。 

  

  物理学家们梦想使用高功率激光器瞬间加热并压缩氢使之点火,已有三十余年,但尝试结果只能说惨淡二字。搞得人们嘲笑说:核聚变是能源的未来,而且永远都是在未来。可谁说拯救当今能源困局,或是改变世界能源格局,它是个容易事呢?类似人造太阳的实验项目,国际上不只NIF一家,但NIF树大招风,每走一步要么接受鲜花要么被砸鸡蛋。如今它的成就,从能源的角度来看可能只是一小步,但对一个激光器装置来说,其实是迈出了无比巨大的一步。(记者张梦然) 

 
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