暂时的融合突破面临严峻的现实
的梦想 聚变功率 2022 年 12 月，当研究人员 劳伦斯利弗莫尔国家实验室 （LLNL）透露 聚变反应产生的能量超过启动它所需的能量。 根据新的研究，这一瞬间的融合壮举需要精致的编排和广泛的准备工作，其高度的难度表明，在任何人敢于希望手头能有实用的能源之前，还有很长的路要走。 加州实验室取得了突破性成果 国家点火装置 (NIF)，它使用 192 个高功率激光器阵列来爆炸微小的颗粒 氘和氚 过程中的燃料称为 惯性约束聚变。 这会导致燃料内爆，将其原子粉碎在一起，产生比太阳中心更高的温度和压力。 然后原子融合在一起，释放出大量的能量。 “它表明没有什么从根本上限制我们在实验室中利用核聚变。” ——安妮·克里彻，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 该设施已 自2011年开始运行，并且在很长一段时间内，这些反应产生的能量明显小于泵入燃料的激光能量。 但在 2022 年 12 月 5 日，NIF 的研究人员宣布，他们最终实现了收支平衡，产生的能量是启动聚变反应所需能量的 1.5 倍。 A 新文章 昨天发表于 物理评论快报 证实了该团队的说法，并详细介绍了实现这一目标所需的复杂工程。 虽然结果强调了未来的大量工作， 安妮·克里彻领导该实验设计的 LLNL 物理学家表示，这仍然标志着聚变科学的一个重要里程碑。 “这表明没有什么从根本上限制我们在实验室中利用核聚变，”她说。 虽然该实验被认为是一项突破，但克里彻表示，这实际上是对该设施的设备和流程进行艰苦渐进改进的结果。 特别是，该团队花了数年时间完善燃料芯块和容纳它的圆柱形金容器的设计，被称为“空腔”。 为什么融合这么难？ 当激光击中该胶囊的外部时，它们的能量会转化为 X 射线，然后爆炸燃料芯块，该燃料芯块由内部涂有氘和氚燃料的金刚石外壳组成。 克里彻说，黑腔尽可能对称至关重要，这样才能将 X 射线均匀地分布在颗粒上。 这确保了燃料从各个侧面受到均匀的压缩，使其达到聚变所需的温度和压力。 “如果你不这样做，你基本上可以想象你的等离子体朝一个方向喷射，而你无法挤压它并对其进行足够的加热，”她说。 […]