美國國家點火裝置的前置放大器。
據物理學家組織網9月25日(北京時間)消息,勞倫斯?利弗莫爾國家實驗室報告稱,世界最大激光器、被稱為“人造太陽”的美國國家點火裝置(NIF)正距離其目標越來越近,顯示了一個可持續核聚變反應裝置正在由夢想逐步成為現實。不過在設施達到高度穩定前,目前仍有一個顯著障礙有待克服。相關論文發表在《等離子體物理學》雜志上。
備受全球關注的NIF于2009年5月在加州落成,融合了美國多家實驗室的心血,迄今仍無人能挑戰其世界上最大的激光聚變機器的身份。NIF有能力產生類似恒星內核的熱與力,設計初衷本是用來模擬核爆,與羅切斯特大學激光器一樣都屬美國“無爆炸核試驗”不可或缺之部分。但該裝置也有較高的可用增益,讓人們廣泛注意到它更具魅力的一點――實現核能發電。人類能于實驗室中獲得“取之不盡用之不竭”核聚變能源,這在以前是想都不敢想的事。
此次據NIF研究小組的報告,在“點火”中,工程師們已直接將NIF的激光對準了燃料球,燃料球中含有氘和氚原子,激光器隨后以接近太陽中心的溫度對原子進行加熱。NIF慣性約束聚變副主任約翰?愛德華茲表示,他們需要在一個非常可控的方式下利用激光束快速加熱(點火要求在十億分之一秒內),使目標物的最外層發生爆炸,目標物的剩余部分在強烈內爆的驅使下,內部燃料瞬間壓縮,形成沖擊波,進一步加熱中心區域的燃料,導致可持續性燃燒,產生巨大能量。實驗“幾乎已經成功”,但艙室卻在極端的溫度和壓力下屢次過早破裂。
約翰?愛德華茲稱,為實現“點火”,他們已面對了相當多的挑戰――足夠的X射線強度、精確的能量傳遞等,但現在仍有一個關鍵障礙橫亙于此。研究人員或將再做出一個在引燃點下能保持穩定的艙室。
而據稍早時間勞倫斯?利弗莫爾實驗室發布的消息稱,NIF的重量級激光向核聚變能源邁出了“第一步”,192束激光束成功融合成一個單一脈沖,并爆發出難以置信的能量――1.8兆焦耳的能量和500萬億瓦的峰值功率,已比美國在任何特定時刻內消耗的總電量還要高1000多倍。
NIF項目并非一帆風順。2012年末,其曾被披露迫于種種壓力扭轉研究方向,焦點由“能源”正轉回到“核武器”上。據當時《自然》在線版報道,主要原因是部分政府人士“發現”激光核聚變與產生電能尚有距離,同時還奪走了其他領域本來就不寬裕的資金。不過多數科學家非常難以接受這個偉大的清潔能源之夢就此夭折,他們對NIF的研究進展進行辯護,也對政府這一決議大加抨擊。
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