據(jù)英國《新科學(xué)家》9月13日報道,上周,英國AWE(其前身為英國原子武器發(fā)展研究中心)公司、盧瑟福·阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室和美國加州勞倫斯·利弗摩爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們表示,他們將攜手研發(fā)激光核聚變作為清潔能源。
當(dāng)氘、氚等較輕元素的原子核相遇時會聚合成較重的原子核,并釋放出巨大能量,這一過程就是核聚變。人工控制的持續(xù)聚變反應(yīng)可分為磁約束核聚變和慣性約束核 聚變(分為激光核聚變、粒子束核聚變和電流脈沖核聚變3類)兩大類。目前,英國卡拉姆的歐洲聯(lián)合環(huán)形加速器(JET)以及正在法國建設(shè)的測試反應(yīng)堆的國際 熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計劃使用的都是磁約束核聚變裝置。磁約束核聚變使用強(qiáng)大的電脈沖轟炸重氫來產(chǎn)生等離子體。在聚變發(fā)生前,科學(xué)家們需要施加一個 強(qiáng)大的磁場,將等離子體牢牢限制住。然而,做到這一點(diǎn)很困難,因?yàn)榈入x子體很快會發(fā)生泄露或變得不穩(wěn)定。
現(xiàn)在,科學(xué)家們計劃利用激光核聚變產(chǎn)生電力。與磁約束核聚變相比,激光核聚變產(chǎn)生的溫度更高、壓力更大,因此,核聚變發(fā)生得更快,只需要將等離子體限制幾 十億分之一秒即可。激光核聚變是利用激光照射核燃料使之發(fā)生核聚變反應(yīng),由于其在許多方面與氫彈爆炸非常相似,所以,自上世紀(jì)60年代激光器問世以來,科 學(xué)家就開始致力于利用高功率激光使聚變?nèi)剂习l(fā)生聚變反應(yīng),來研究核武器的某些重要物理問題。
激光核聚變反應(yīng)堆不會產(chǎn)生大量可能會熔化的熱物質(zhì)。不過,核聚變中子非常危險。燃料中的氚也具有放射性,會釋放出β粒子,人吸入這種粒子會有危險,而且其半衰期很長,為12.5年。
現(xiàn)今,全球最大的核聚變激光裝置是位于勞倫斯·利弗摩爾國家實(shí)驗(yàn)室的國家點(diǎn)火裝置(NIF),該實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們希望到明年年底,能從核聚變中獲得足夠多的能量來產(chǎn)生激光脈沖從而實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)火”。點(diǎn)火是種能自我維持的反應(yīng),可產(chǎn)生遠(yuǎn)超“盈虧”點(diǎn)的大量能量
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