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2014年国际十大科技新闻解读

日期:2014-12-30    点击:917    查看原图    全部展开
美国国家点火装置(NIF)释出能量首次超过燃料吸收能量。核物理学研究的一项新进展使核聚变能源正在“升温”。美国国家点火装置(NIF)的科学家通过实验证明,核聚变反应释出的能量比引发核聚变反应的燃料所吸收的能量多。这项发现标志着核聚变能源将步入新时代。

NIF属于“无爆炸核试验”不可或缺的部分,设计初衷是用来模拟核爆,但自落成起,让世人广泛注意到的是它更具魅力的一点——实现核聚变能发电。

获得“取之不尽用之不竭”的核聚变能源,是人类梦寐以求的能源之梦。但是,要想让核聚变燃料在超高温高压下形成核聚变,还要具备可控性,这可绝非易事。地球上没有什么材料能承受太阳那样的温度和压力,因此,到目前为止,只能靠磁场约束和惯性约束两种方式令燃料处于被激发的状态。

著名的国际热核聚变实验堆(ITER)是磁约束核聚变的代表,但目前虽已举全球之力,仍难获得可控的“人造太阳”。世界最大激光器NIF则是惯性约束核聚变的典型,其操作原理是把燃料芯块的温度提高,从而引发内爆和燃料压缩,其卖点在于或将成为“第一个突破平衡点”的设施。所谓突破平衡点,指产生的能量大于启动它所需要的能量,也是所谓“能量增益”。

美国科学家用192支激光,对一颗燃料芯块进行加热直至核聚变反应发生。实验结果表明,聚变产生的能量大约是以前纪录的10倍,实现了“燃料增益”。

需要指出的是,燃料增益是指核聚变能量高于燃料中能量,而不是用于压缩燃料芯块的总能量。研究的下一目标将会是实现“总增益”,即系统产生的能量必须超过进入系统的能量,这是半个多世纪以来核聚变工作者梦寐以求的目标。在可控核聚变的征途上,每一次“增益”都为未来的“人造太阳”注入一缕光芒。









 
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