美国即将掌握核聚变发电技术?连续四次复制热核反应

位于美国加州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家“点火”装置的科学家宣布,他们在过去一年里连续四次复制了热核反应。这标志着美国可能即将掌握核聚变发电技术。几十年来,全世界一直在研究这项技术,但还没有任何其他实验室取得LLNL这样的成就。

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的国家“点火”装置。据报道,去年12月,LLNL团队在世界上首次进行了核聚变反应,释放的能量超过了使用的能量。这一过程被称为“点火”(ignition)。

研究小组宣布,他们在过去一年中又三次复制了这一成果。

几十年来,科学家们一直在尝试利用核聚变能源,这也是为太阳提供能量的核心过程。

LLNL团队的一次尝试创下了能量增加89%的纪录,比一年前的首次点火增加了35%。

科学家们的终极目标是以太阳产生热量的方式发电,推动氢原子相互靠近,使其结合成氦,从而释放出汹涌的能量。

在不排放碳的情况下,一杯这种物质就能为一座普通大小的房子提供数百年的电力。


实验室复制核聚变反应示意图。

LLNL的国家“点火”装置(NIF)有192个激光器,它们向一个冰冻的氢同位素颗粒发射光束,这些氢同位素颗粒装在一个悬浮在被称为“霍拉姆”(hohlraum)的金色圆柱体的金刚石囊中。

金刚石囊被加热到约1亿摄氏度,以产生比太阳内核更大的压力。

研究小组在发表于《自然》杂志的专文中表示,由此产生的内爆会导致同位素熔化,产生氦和大量能量。


LLNL的国家“点火”装置(NIF)有192个激光器,它们向一个冰冻的氢同位素颗粒发射光束。

据悉,第一次成功尝试是在2022年12月5日,产生的能量比投入的能量多出约54%。

聚变反应产生了约250万焦耳的能量,几乎是激光器210万焦耳能量的120%。

研究小组在今年7月30日创下了增加85%的记录,并在10月份进行了另外两次尝试。

这次聚变产生了约3.88兆焦耳的聚变能量,比去年12月份的首次成果高出89%。

负责LLNL惯性约束聚变科学项目的物理学家理查德·汤(Richard Town)说:“我感觉非常好。我认为我们都应该为这一成就感到骄傲。”

耗资35亿美元的国家“点火”装置最初是为了通过模拟爆炸来测试核武器而建造的,但现在它的重点已经转移到了推进聚变能源研究上。


目前还没有任何其他实验室能在实验中取得LLNL所取得的成就。

几十年来,全世界的研究人员一直在研究这项技术,并尝试了不同的方法,但还没有任何其他实验室能在实验中取得LLNL所取得的成就。

据报道,在本月初举行的联合国气候变化大会(COP28)上,清洁能源也被提上了议程。

美国气候特使约翰·克里(John Kerry)说:“我们正日益接近核聚变能源的现实。”

他表示,与此同时,科学和工程方面也存在重大挑战,“慎重的思考和深思熟虑的政策将是驾驭这一问题的关键”。

文/南都记者 陈林


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