在一项使用大量激光束和微小氢燃料颗粒的新实验中,物理学家们引发了强大且前所未有的核聚变,释放出实验室有史以来最大的能量,使科学家们向“点火”的目标又迈进了一步,研究人员希望这能开启清洁能源技术的新时代。 聚变是恒星的主要反应,当两个原子的原子核融合在一起时,就会发生聚变,并在这一过程中释放出大量能量。在实验室中,物理学家可以通过激光束引导大量能量来触发聚变,但这需要的能量远远超过从中得到的能量——几乎不是一个可行的能量发生器。对于核科学家来说,最终目标是点火,即聚变产生的能量超过输入到该过程中的能量。 位于加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置 (NIF) 的物理学家将 192 束激光聚焦在一颗胡椒粒大小的重氢(氘和氚)燃料球上。它们引发的聚变释放了 1.35 兆焦耳的能量,约占输入能量的 70%。这是该实验室迄今为止取得的最高产量,比 NIF 在春季创下的先前纪录高出 8 倍,比仅仅三年前的实验高出 25 倍。 伦敦帝国理工学院物理学家杰里米·奇滕登在一份声明中表示:“自近 50 年前这个想法首次发表以来,点火的证明一直是一项重大的科学挑战。” 该大学的核科学家正在帮助分析 NIF 数据。他补充说,这样的实验不仅将为聚变作为大规模能源提供可能性,而且还允许物理学家“探索宇宙中一些最极端状态的条件,包括大爆炸后几分钟的条件。” [相关:超强X射线帮助物理学家了解切尔诺贝利] 尽管 NIF 的聚变仅持续了 100 万亿分之一秒,但研究人员相信,他们的聚变反应可以通过“燃烧等离子体”自我延续,其中聚变产生的热量可以作为更多聚变的燃料。 劳伦斯利弗莫尔国家实验室的物理学家黛比·卡拉汉向BBC解释道:“自持燃烧对于获得高产量至关重要。”她补充说,下一步需要重复实验,以便“了解结果的可重复性以及对微小变化的敏感度”。 这项实验本月初才刚刚开始,结果尚未正式发表在期刊上。尽管如此,这一发现已经在核物理学界引起了不小的轰动。 利弗莫尔基础武器物理项目副主任马克·赫尔曼告诉《纽约时报》 ,通常情况下,利弗莫尔的科学家不会在描述研究结果的科学论文发表后公开评论研究结果。但这些发现“像野火一样蔓延开来,”他说,“所以我们认为现在公布一些事实会更好。” |
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