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美国核聚变取得关键性突破 实现能量总增益

2014-06-07 17:03:27 点击: 来源: 网络转载 反馈
导读:就在迎来5周岁生日之际,美国国家点火装置(NIF)——位于加利福尼亚州的激光核聚变装置,终于得到了一些让核聚变科学家欢欣鼓舞的结果。在去年年底进行的一系列实验中...

  这是有史以来第一次在激光核聚变实验里实现这样的能量输出。NIF研究小组负责人OmarHurricane在新闻发布会上表示:“相比之前的实验,我们向后退了一步,而这让我们向前迈出了一大步。”

  重要的是,该研究小组还看到了对于提高核聚变收益至关重要的自动加热现象。核聚变反应能够产生阿尔法粒子(氦核)和中子,当核聚变反应在燃料核心处开始发生时,阿尔法粒子能帮助将周围更冷的燃料加热到反应温度。NIF研究小组认为,在最成功的激光轰击实验中,阿尔法粒子加热使核聚变收益加倍。“阿尔法粒子确实能够加热气体。”Rose说。

  观察者还注意到,在去年进行的相关实验里,模拟数据和实验结果几近一致。“这非常鼓舞人心。”NIF前主任、目前供职于圣地亚国家实验室的MichaelCampbell说。“现在他们能在某种程度上信任模拟结果,这在之前是无法做到的。”Rose说。

  “点火”之路还很长

  但是,相关实验距离大部分核聚变研究人员理想中真正的“收益”仍然很远:核聚变输出能量高于激光输入能量。尽管实验中核聚变反应释出的能量比燃料(用于引发核聚变反应)吸收的能量多,但大量激光脉冲的能量消耗在了从紫外线到X射线的转化过程中。去年最佳实验产生了只有不到1%的激光脉冲能量。

  人们对NIF研究小组现在应该做什么的问题存在分歧。McCrory不认为目前的方法最终能成功“点火”,人们还需要更多创新。Rose表示赞同:“我不确定他们有获得真正收益的方法。”

  问题在于,研究人员仍要减少最终压力来控制内爆过程中的燃料混合,而现在他们必须再次增加压力,使得燃料密度足够大到出现高收益。“是的,我们自己限制了自己来实现这种控制。”Hurricane说,“这是一个起点。现在我们需要尝试走向不同的方向。”

  尽管存在不确定性,研究人员仍然备受NIF新进展的鼓舞。“这些是正确的实验,谁知道他们可以借此走多远呢?”Campbell说。


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