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去年九月,在X射线照射下,塑料外壳快速内爆成冰冷的氢同位素,在劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(NIF)中产生了聚变。 这不仅仅是一般的聚变反应:这是 NIF 首次产生的燃料释放的能量超过了吸收的能量的聚变反应。
自 2010 年以来,该实验室的 192 束激光一直在向一系列微小的燃料丸注入能量。 在这次实验中,科学家们掌握了正确的时机。 利弗莫尔物理学家奥马尔·飓风和他的团队没有在持续 20 万亿分之一秒的爆炸过程中逐渐增强激光,而是以最大强度开始爆炸,然后让其逐渐减弱。 这一变化使两毫米燃料丸中的燃料更快地升温——达到约 5000 万摄氏度的温度和 1500 亿个地球大气压的压力。 这样的条件促成了聚变,在这种情况下,聚变燃料产生的能量几乎是引发聚变的约 10,000 焦耳的两倍。 这些结果于二月份发表在《自然》杂志上。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)
“这比以前任何人都更接近”自持能源,飓风说。 然而,科学家们仍有大量工作要做。 尽管燃料丸产生了 17,000 焦耳的能量,但整个聚变实验远未实现盈亏平衡。 NIF 实验运行所需的能量高于其产生的能量; 仅为激光器供能就需要至少 1.9 亿焦耳的能量脉冲。* 要想比盈亏平衡做得更好——或者像 NIF 的人所说的那样“点火”——将需要更极端的压力和其他条件。 几乎无限的清洁能源来源仍需数十年才能实现。
*更正(2014 年 7 月 31 日):这句话在发布后从原始印刷版本中进行了更改,原始版本错误地说明了为激光器供能所需的能量。