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本文转自:中国科学报
NIF的192束激光进入靶室,聚焦在含有氢同位素的胶囊上。图片来源:NIF/LLNL
本报讯 近日,据《自然》报道,截至目前,美国国家点火装置(NIF)已成功点火4次。最新一次实验再次刷新纪录——输入能量首次达到2.2兆焦耳,输出能量达3.4兆焦耳,位列历次点火实验第二。在这一基础上,美国政府正在建设3个研究中心,以进一步助推聚变领域研究。负责监督NIF的美国能源部随后宣布由LLNL、美国罗切斯特大学和科罗拉多州立大学领导新研究中心。
1年前,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的 NIF产生的聚变反应释放能量首次超过了消耗能量,这种现象被称为点火。今年,NIF通过一次次重复点火创造了世界纪录,证明这一壮举并非偶然。
更高的聚变产率激发了人们将聚变作为无限清洁能源的热情。美国前国务卿John Forbes Kerry近日在阿联酋迪拜举行的《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会上呼吁,建立新的国际伙伴关系,以推进聚变能源研发。
NIF的工作原理是向一个氢同位素氘和氚的冷冻颗粒发射192束激光,这个冷冻颗粒被安置在一个悬挂在金色圆柱体内的钻石胶囊中。由此产生的内爆导致同位素融合,继而产生氦和大量能量。2022年12月5日,这些聚变反应第一次使产生的能量比输送的能量多出约54%。
今年7月30日,该设施又创下新纪录,当时其光束向目标输送了同样多的能量——2.05兆焦耳,但这一次,内爆产生了3.88兆焦耳的聚变能量,比输入能量增加了89%。该实验室的科学家在10月的两次进一步尝试中又实现了点火。
然而,要实现向电网提供聚变能还有很长的路要走。尽管NIF目前拥有世界上最大的激光器,但它并不适合完成这项任务。该设施的激光系统效率极低,一次点火尝试中99%以上的能量在到达目标之前就已经损失殆尽。
近日,美国能源部宣布将在4年时间内投入4200万美元建立3个新研究中心,以开发更高效的激光系统。(李木子)
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快照生成时间:2023-12-20 08:45:11
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