美国取得核聚变实验重大突破

美国取得核聚变实验重大突破

美国NIF国家点火装置实验室近日将192束激光束的巨大阵列集中到一个小点上,加热和压缩氢燃料,启动了聚变,产生巨大的能量。

在称为惯性约束聚变的过程中,NIF的激光器发出的192 束光束射向胡椒粒大小的胶囊(称为hohlraum),其中含有氘和氚,这会将燃料压缩到铅密度的 100 倍,并将其加热到 1 亿摄氏度,比太阳中心还要热,引发了热核聚变反应。

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尽管能量只持续了100 万亿分之一秒,但这一刻,科学家创造的能量超过了使用的能量。核聚变反应释放了130万焦耳的能量,大约是胶囊吸收的250千焦耳的五倍。从这团微小的等离子体(大致是一个边长为人类头发丝宽度的立方体)释放的能量产生了超过1016瓦特的能量。

这次实验打破了该实验室2月份观察到的170千焦耳的记录,并且是一年前获得能量的25倍。

美国取得核聚变实验重大突破

NIF的科学家们相信,他们现在已经实现了一种叫做“燃烧等离子体”的东西。也就是说,聚变反应本身为更多的聚变提供了热量,这对于使聚变过程能够自我维持至关重要。燃烧波必须传播到高密度燃料中才能释放出大量聚变能量。

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下一步,研究人员将重复这些实验,了解结果的可重复性和对微小变化的敏感性。如果能够研究出如何将燃料保持在一起更长时间,让更多的燃料燃烧,则可以通过点火获得更高的聚变能量,这将是惯性约束聚变研究的重要突破。

现有的核能产生依赖于裂变过程,其中一种重化学元素被分裂成更轻的元素。而聚变的工作原理是将两个轻元素组合成一个较重的元素。核聚变转化为可再生的电能可能是一个漫长的过程,需要克服重大的技术挑战,例如能够每秒多次重新创建这个过程以产生稳定的电能。

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