美國核聚變技術(shù)取得突破 創(chuàng)造出“微型太陽”

2017/1/19 10:00:09

據(jù)美國媒體14日報(bào)道，盡管只持續(xù)了短暫一瞬，但美國科學(xué)家還是重復(fù)了太陽制造能量的過程，創(chuàng)造出一顆“微型太陽”。這重新燃起了外界的希望，即核聚變或許有一天能成為地球上一種源源不絕的廉價(jià)能量來源。

在美國能源部旗下實(shí)驗(yàn)室于去年秋天進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員使用全世界最強(qiáng)力的激光裝置朝一個(gè)豆粒大小的目標(biāo)發(fā)射激光，并觸發(fā)了核聚變反應(yīng)，在不到一秒鐘的時(shí)間內(nèi)釋放出了巨大的能量。

上述研究的結(jié)果于周三(12日)發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上。論文第一作者、勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Livermore National Laboratory)物理學(xué)家哈瑞肯(Omar Hurricane)說，通過使用這種技術(shù)，他們在全世界范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了燃料輸出能量大于輸入能量。

這離最終實(shí)現(xiàn)所謂的“點(diǎn)火”還差很遠(yuǎn)。在“點(diǎn)火”過程中，整體裝置在一個(gè)自持進(jìn)行的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中產(chǎn)生的能量超過其所消耗的能量，這是核聚變發(fā)電切實(shí)可行的前提條件。在此前的實(shí)驗(yàn)中，激光能量大多耗散掉，沒能抵達(dá)燃料。

但最新實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)志著，在經(jīng)歷了數(shù)年的挫折和失敗后，美國在這一項(xiàng)目上終于向前邁出了一步。這也給未來的商用核聚變反應(yīng)堆提供了一個(gè)可行的模式。

英國卡勒姆核聚變能源中心(Culham Centre for Fusion Energy)主任考利(Steven Cowley)說，這次實(shí)驗(yàn)表明，只要激光與勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室所用的激光有類似尺度，就有可能實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)火”。考利未參與此項(xiàng)研究。

當(dāng)今的核電廠通過核裂變發(fā)電，這一過程涉及到原子的分裂。而在核聚變中，原子核在超高溫和高壓下相互融合，并釋放能量。

上世紀(jì)50年代，在第一顆氫彈引爆時(shí)，人們就意識(shí)到了核聚變的力量。但一直以來，控制核聚變并將其用于和平用途卻要困難得多(很多科學(xué)家在這里會(huì)使用語氣比“困難”強(qiáng)得多的詞)，盡管人們還是有不錯(cuò)的理由進(jìn)行不斷嘗試。

核聚變是任何已知的產(chǎn)生能量過程中最高效的一種。核聚變?nèi)剂峡梢匀菀椎貜淖匀唤绔@得，而且核聚變也幾乎沒有產(chǎn)生有毒副產(chǎn)品或發(fā)生核熔毀的風(fēng)險(xiǎn)。

上述新實(shí)驗(yàn)是在勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的國家點(diǎn)火設(shè)施(National Ignition Facility)進(jìn)行的。該設(shè)施位于加州，是一座10層樓的建筑，占地面積約為三個(gè)足球場大小。該設(shè)施建筑成本35億美元，2009年投入使用。自那以來，該設(shè)施的運(yùn)營成本已經(jīng)達(dá)到數(shù)億美元。