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来源： 发布时间：2022-4-1 17:37:44
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我们在地球上之所以能看到阳光、感受到温暖，都是源自于发生在太阳核心的核聚变。核聚变指的是当原子合并在一起时，释放出巨大能量的过程，这个过程可以在碳排放几乎为零的情况下，源源不断地提供绿色能源。但是，想在实验室里实现核聚变并非易事，一个重大的挑战就是“点火”（即聚变反应所产生的能量等于或超过输入能量的时刻）。 2021年8月8日，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的国家点火装置（NIF）进行了一项新的实验。NIF的科学家团队重现了存在于太阳核心的极端温度和压力，NIF的强大的激光脉冲引发了燃料丸的核聚变爆炸，产生了1.35兆焦耳（MJ）能量——大约相当于一辆时速160公里的汽车的动能。这一能量达到触发该过程的激光脉冲能量的70%，意味着接近核聚变“点火”，即反应产生的能量足以使反应持续下去，在无限聚变能源的道路上迈出了一大步。 NIF的方法被称为惯性约束聚变，它使用一个巨大的激光器，在几个橄榄球场大小的设施中产生192束激光束，这些激光束在20纳秒内以短暂、强大的脉冲（1.9MJ）聚焦于目标。研究人员希望将尽可能多的能量注入目标容器——一个装在橡皮擦大小圆柱体内的小球体，里面充满了氘和氚。 当X射线脉冲在容器中引发内爆，把聚变燃料变成一个温度高、密度大的小球时，便触发核聚变。理论上，如果这种微小的核聚变爆炸能以每秒10次左右的速度触发，那么发电厂就可以收集能量并发电。 早些时候，NIF团队对实验过程进行了改进，实现了几次能量达100千焦（kJ）的反应。NIF最终创造了一个“燃烧的等离子体”，并向聚变反应本身为更多聚变提供热量这一目标迈进。而这一次，一次反应产生了惊人的1.35MJ能量。 但研究人员表示，究竟是哪些改进产生了最大的影响，仍需要一段时间才能弄清楚。同时，这离实现核聚变发电厂的构想还有很长的路要走，毕竟在实验室里进行核聚变已经非常困难，要经济地获得核聚变动力就更难了。■
《科学新闻》 (科学新闻2022年2月刊 封面)
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