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重大突破!科学家在美NIF中首次创造出“燃烧的等离子体”

前瞻网 2022-01-27 18:54

 

 

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要想通过核聚变来产生无限的清洁能源,科学家们必须要突破一项核心挑战。即将燃烧的等离子体保持在1亿摄氏度以上,并维持足够长的时间,以便发生反应并产生能量。

近日,科学家们在美国点火装置(NIF)中首次创造出“燃烧的等离子体”,在一个转瞬即逝的时刻展示了燃料如何能提供反应所需的大部分热量。

自NIF于2009年首次投入使用以来,科学家们就一直在研究核聚变技术。该技术使用安装在 10 层建筑内的 192 台激光器,将 1.9 兆焦耳的紫外线能量输送到一个大约有滚珠轴承大小的燃料舱上。这会产生巨大的压力和温度,使单独的原子融合成氦,释放出巨大的能量。

这模拟了在太阳内部发生的反应,但问题是在地球上实现这些反应需要大量的能量来启动。这个领域的首要目标是让核聚变反应成为主要的热源,创造一种自我维持的核聚变形式和持续的能源生产。

最新研究朝着这一目标迈出了关键的一步。科学家们对实验装置进行了一些调整,其中包括增加聚焦在燃料上的激光能量,同时改变目标的几何形状和激光束之间的能量传输方式。其结果是以一种新的方式来控制压缩和加热燃料的内爆过程,从而创造出自热等离子体。

研究人员表示,虽然等离子体的寿命仅为纳秒级,但创造出燃烧等离子体是向核点火迈出的重要一步。

研究作者Alex Zylstra说:“几十年来,聚变实验使用大量的‘外部’加热使等离子体变热来产生聚变反应。现在,我们终于有了一个系统,可让核聚变自身提供了大部分的加热。这是通往更高水平的核聚变性能道路上的一个关键里程碑。”

该研究论文题为“Burning plasma achieved in inertial fusion”,已发表在《自然》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4162SKX

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