天天观速讯丨美国的核聚变“突破”超热...但远非实用

劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家周二宣布，已经在核反应堆中实现了聚变点火。

几十年来，人们一直在追求产生相对清洁的聚变电力的梦想。现在，美国能源部和LLNL认为，他们离实现这一目标又近了一大步，证实了早先的报道。

(资料图片)

本周周二，官员们在直播中介绍了12月5日在实验室国家点火设施（NIF）进行的一项实验的结果。

棺材说，他们已经产生了3.15兆焦耳的聚变能量作为输出，超过了启动核聚变反应的192个激光器提供的2.05兆焦耳。换句话说，LLNL在反应堆内实现了聚变点火，并且（在某种程度上）从反应中获得的能量比投入的能量多（尽管稍后会详细介绍）。据美国人说，这对团队来说是一个里程碑，也是第一次这样的壮举。

“在实验室中追求聚变点火是人类有史以来应对的最重要的科学挑战之一，实现它是科学，工程，最重要的是人类的胜利，”LLNL主任Kim Budil在一份声明中说。

“跨越这一门槛是推动60年专注追求的愿景 - 一个不断学习，建立，扩展知识和能力的过程，然后找到克服新挑战的方法。

与此同时，美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆（Jennifer Granholm）称这一结果是“具有里程碑意义的成就”，而参议员和国会代表也对“重大科学突破”滔滔不绝。

NIF的工作原理是发射近200个激光，在霍尔劳姆内的一个微小的聚变燃料颗粒上形成紫外线能量束。这种能量被转化为X射线，压碎颗粒，使其内爆。然后，豌豆大小的胶囊变成超热的高压等离子体，为融合其氘和氚燃料原子提供了合适的条件。

魔术发生的地方...装有聚变燃料颗粒的霍尔劳姆，氢同位素的冷冻混合物

这种核聚变反应在此过程中形成氦核和中子。从理论上讲，相对清洁的电力可以通过 - 例如 - 将中子的能量转化为热量来驱动蒸汽轮机并发电。这与热核武器或恒星的机制没有太大区别，其中氘和氚在令人难以置信的压力下融合。

去年，LLNL表示其研究人员接近实现聚变点火。然而，这一次，该团队设法获得了比用于燃烧低温燃料颗粒的激光能量更多的能量。

“激光团队最近完成了一项升级，可以将输送的能量增加百分之八，”LLNL的首席实验家Alex Zylstra告诉 The Register 。

“然后，我们开发了一种改进的设计，利用这种额外的能量来内爆更厚的燃料颗粒，从而提高了聚变输出超过激光能量的性能。

卑鄙的机器...LLNL国家点火设施的目标室，12月初点燃了一粒聚变燃料

尽管结果值得庆祝，但它们仍然表明核聚变远非实用的能源。发射激光束所需的初始能量为322兆焦耳，其中超过2兆焦耳的能量被输送到燃料舱以触发其内爆。

与核反应中产生的3.15兆焦耳相比，NIF产生的总能量仍然是相当多的净损失。

我们注意到，LLNL NIF也没有严格面向清洁发电，而是专注于核武器模拟。

Zylstra说，实验的细节将在即将提交给期刊进行同行评审的论文中报告。“这些结果为在实验室中前所未有的条件下进行实验打开了大门。通过增加我们对这些聚变等离子体的了解，我们将努力产生更高的聚变输出，并探索与核武器管理任务相关的条件，“他告诉我们。

美国能源部指出，“仍然需要许多先进的科学和技术发展来实现简单，负担得起的[点火聚变能源]（IFE）为家庭和企业供电”，并有兴趣重新启动与私营部门的“协调IFE计划”。Zylstra表示同意，并表示反应堆需要以更快的速度在反应堆中实现更高的能量增益，以便核聚变能源在未来具有商业可行性。®

关键词： 等离子体 技术发展

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