<p>70多年來，科學(xué)家們一直試圖利用熱核聚變&mdash;&mdash;恒星的能量來源&mdash;&mdash;來產(chǎn)生能量。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這是一個(gè)真正的突破時(shí)刻，非常令人興奮。</p> <p><br />Jeremy Chittenden教授</p> <p><br />核聚變技術(shù)有潛力利用很少的資源生產(chǎn)大量的清潔能源，只需要少量的燃料，產(chǎn)生有限的碳排放。一旦聚變等離子體被&ldquo;點(diǎn)燃&rdquo;，只要它被固定在原地，它就會繼續(xù)燃燒。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，核聚變反應(yīng)已經(jīng)被證明是難以控制的，而且以前沒有一個(gè)核聚變實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的能量超過了使反應(yīng)進(jìn)行的能量。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在今天的新聞發(fā)布會上，在美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的國家點(diǎn)火設(shè)施(NIF)進(jìn)行的聚變實(shí)驗(yàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這一&ldquo;圣杯&rdquo;，產(chǎn)生的能量超過了用于加熱燃料的激光脈沖。</p> <p>&nbsp;</p> <p>激光脈沖的能量為2.05兆焦耳，相當(dāng)于兩塊火星巧克力棒的能量，或者足以燒開六壺水。聚變反應(yīng)的能量比激光脈沖的能量高50%。它以高能中子的形式釋放出來。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">渴望已久的目標(biāo)</span></strong></p> <p><br />倫敦帝國理工學(xué)院的物理學(xué)家已經(jīng)在幫助分析這項(xiàng)成功實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，該實(shí)驗(yàn)于2022年12月5日進(jìn)行。帝國理工學(xué)院還培養(yǎng)了30多名博士生，他們都在NIF工作。該學(xué)院通過慣性聚變研究中心(CIFS)與該設(shè)施以及世界各地的其他設(shè)施保持密切聯(lián)系。</p> <p>&nbsp;</p> <p>倫敦帝國理工學(xué)院慣性聚變研究中心聯(lián)合主任杰里米&middot;奇滕登教授說:&ldquo;70多年來，每個(gè)研究核聚變的人都試圖證明，從核聚變中產(chǎn)生的能量可能比你投入的能量更多。這是一個(gè)真正的突破時(shí)刻，非常令人興奮。它證明了長期追求的目標(biāo)，即核聚變的&ldquo;圣杯&rdquo;，確實(shí)可以實(shí)現(xiàn)。這讓我們離更大規(guī)模的核聚變發(fā)電更近了一步。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;為了將核聚變轉(zhuǎn)化為能源，我們需要進(jìn)一步提高能量增益。我們還需要找到一種方法，以更頻繁、更便宜的方式重現(xiàn)同樣的效果，然后才能將其實(shí)際轉(zhuǎn)化為發(fā)電廠。很難說我們能多快達(dá)到這一點(diǎn)。如果一切順利的話，我們可以在十年內(nèi)看到核聚變發(fā)電投入使用，但這可能需要更長的時(shí)間。關(guān)鍵是，根據(jù)今天的結(jié)果，我們知道核聚變發(fā)電是觸手可及的。&rdquo;</p> <p><img src="https://www.imperial.ac.uk/ImageCropToolT4/imageTool/uploaded-images/x-rays_1670947909177_x2.jpg?r=9990" alt="Illustration of a chamber hosting a ball of fuel with powerful rays going in and out" width="808" height="538" />&nbsp;</p> <p>Jeremy Chittenden教授</p> <p><br />核聚變技術(shù)有潛力利用很少的資源生產(chǎn)大量的清潔能源，只需要少量的燃料，產(chǎn)生有限的碳排放。一旦聚變等離子體被&ldquo;點(diǎn)燃&rdquo;，它將繼續(xù)燃燒</p> <p><br />帝國理工學(xué)院慣性聚變研究中心聯(lián)合主任史蒂文&middot;羅斯教授說:&ldquo;這一奇妙的結(jié)果表明，慣性聚變可以在兆焦耳的尺度上工作，這為其作為動力源和基礎(chǔ)科學(xué)工具的發(fā)展提供了巨大的動力。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>帝國理工學(xué)院慣性聚變研究中心的副研究員Brian Appelbe博士說:&ldquo;這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅是邁向核聚變能量的重要一步，而且令人興奮，因?yàn)樗鼘⑹刮覀兡軌蛟谝郧皬奈丛趯?shí)驗(yàn)室中達(dá)到的溫度和密度下研究物質(zhì)。在這些條件下，各種有趣的物理現(xiàn)象都可以發(fā)生，比如反物質(zhì)的產(chǎn)生，而NIF實(shí)驗(yàn)將為我們打開一扇通往這個(gè)世界的窗戶。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">聚變?nèi)剂?lt;/span></strong></p> <p><br />目前發(fā)電站的燃料核反應(yīng)類型是裂變&mdash;&mdash;原子分裂以釋放能量。相反，核聚變迫使氫原子聚集在一起，產(chǎn)生大量的能量，關(guān)鍵是，有限的放射性廢物。</p> <p>&nbsp;</p> <p>世界各地的研究人員目前主要通過兩種方式來嘗試產(chǎn)生聚變能。NIF的重點(diǎn)是慣性約束核聚變，它使用激光系統(tǒng)加熱燃料球團(tuán)，產(chǎn)生等離子體&mdash;&mdash;帶電離子云。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種燃料芯塊含有&ldquo;重&rdquo;氫&mdash;&mdash;氘和氚&mdash;&mdash;它們更容易聚變，產(chǎn)生更多能量。然而，燃料丸需要加熱和加壓到太陽中心的條件，這是一個(gè)天然的聚變反應(yīng)堆。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一旦達(dá)到這些條件，聚變反應(yīng)就會釋放出幾個(gè)粒子，包括&ldquo;&alpha;&rdquo;粒子，它們與周圍的等離子體相互作用并進(jìn)一步加熱。然后，加熱的等離子體釋放出更多的&alpha;粒子等等，在一個(gè)自我維持的反應(yīng)中&mdash;&mdash;這個(gè)過程被稱為點(diǎn)火。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>