美國研究人員在受控核聚變的實(shí)驗(yàn)中取得一項(xiàng)關(guān)鍵進(jìn)展，首次在核聚變實(shí)驗(yàn)“點(diǎn)火”時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量“盈余”。

       人類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想讓這種核聚變能量被有效利用，即實(shí)現(xiàn)受控核聚變（俗稱“人造太陽”），條件卻非常苛刻。

受控激光核聚變裝置中的“氘-氚靶丸”和盛放靶丸的鍍金輻射腔

國家點(diǎn)火裝置的靶室（192束激光聚焦在小小的氘-氚靶丸上）

 美國研究人員在受控核聚變的實(shí)驗(yàn)中取得一項(xiàng)關(guān)鍵進(jìn)展，首次在核聚變實(shí)驗(yàn)“點(diǎn)火”時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量“盈余”。

       人類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想讓這種核聚變能量被有效利用，即實(shí)現(xiàn)受控核聚變（俗稱“人造太陽”），條件卻非?？量獭?/p>

       引發(fā)核聚變反應(yīng)首先要向核燃料中輸入能量，即“點(diǎn)火”，只有讓核聚變產(chǎn)生的能量超出“點(diǎn)火”所消耗的能量，才能將其作為有效的能量來源。太陽中心溫度高達(dá)1500萬攝氏度，還有巨大的壓力，而在地球上無法獲得那么大的壓力，要想“點(diǎn)火”，只有通過大幅度提高溫度來彌補(bǔ)。

       美國利弗莫爾勞倫斯國家實(shí)驗(yàn)所的研究人員報(bào)告說，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中先將極少量的氫同位素核燃料均勻地裹在一個(gè)直徑2毫米的球狀顆粒上，核燃料的厚度僅相當(dāng)于一根頭發(fā)絲，然后將小球裝入一個(gè)微型“膠囊”。研究人員利用激光將“膠囊”迅速加熱到比太陽還高的溫度，使其內(nèi)部發(fā)生劇烈爆炸，最終釋放出的能量超出了整個(gè)實(shí)驗(yàn)所投入的能量，首次在完成“點(diǎn)火”時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量“盈余”。

       研究人員介紹說，此前的實(shí)驗(yàn)中發(fā)生內(nèi)爆后球狀顆粒通常會(huì)變形，降低了能量持續(xù)產(chǎn)生的效率，而他們?nèi)〉眠@一新進(jìn)展的關(guān)鍵在于更加精準(zhǔn)地控制了核燃料在球狀顆粒表層的鋪設(shè)，使核聚變中產(chǎn)生的氦原子核可將能量再次轉(zhuǎn)移至核燃料中，引發(fā)進(jìn)一步的核聚變反應(yīng)，從而產(chǎn)生更多能量。

       不過研究人員也指出，實(shí)驗(yàn)中所取得的能量“盈余”十分有限，要讓核聚變反應(yīng)持續(xù)發(fā)生，這一“盈余”必須達(dá)到實(shí)驗(yàn)所投入能量的百倍以上，因此受控核聚變真正為人類所用，仍是一個(gè)“十分遙遠(yuǎn)的希望”。

█ 事實(shí)+

美國激光受控核聚變研究的起源

1992年7月，克林頓總統(tǒng)宣布美國延期暫停核試驗(yàn)，同時(shí)責(zé)成能源部探索在不進(jìn)行地下核試驗(yàn)的情況下確保美國核彈頭先進(jìn)、可靠和保密的其他途徑。1994財(cái)政年度，國防管理法規(guī)要求能源部提交一項(xiàng)有關(guān)美國核武器核心知識(shí)和技術(shù)資料安全管理的計(jì)劃。

1994年11月，被稱為“國家點(diǎn)火設(shè)施”的激光核聚變計(jì)劃正式簽發(fā)，同時(shí)得到能源部“慣性約束核聚變”顧問委員會(huì)的贊同。

國家點(diǎn)火設(shè)施采用192束351納米波長的激光。諾瓦聚變激光器的誕生地——勞倫斯國家實(shí)驗(yàn)室是國家點(diǎn)火設(shè)施最合適的選址。1997年春開始建造，總預(yù)算為10.74億美元。到目前為止，它是世界上最大的激光核聚變裝置。