北京時間12月13日23時,美國能源部宣布,其下屬的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的“國家點燃實驗設施”(NIF)團隊首次在可控核聚變實驗中實現(xiàn)核聚變反應的凈能量增益,即通過核聚變產生的能量比激發(fā)聚變所使用的能量更多。這項突破將為推動清潔能源發(fā)展提供寶貴見解,有助于實現(xiàn)零碳經(jīng)濟目標。
美國能源部在一份聲明中說,12月5日,NIF團隊用192束激光束,向一個微型燃料顆粒輸送了2.05兆焦耳的激光能量,點燃核聚變燃料,最終產生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出,實現(xiàn)凈能量增益,首次證實了慣性核聚變能的基本科學原理和可行性。
美國能源部表示,要獲得簡單、充足的慣性核聚變能,并將能源輸送給家庭和企業(yè),仍需要許多先進的科學技術支持。美國能源部目前正在重啟一項廣泛協(xié)同的慣性核聚變能計劃,將與私營部門協(xié)調合作,推動核聚變商業(yè)化的快速發(fā)展。
核聚變是太陽和恒星的能量來源。在這些星體核心的巨大熱量和重力下,氫原子核相互碰撞,聚合成更重的氦原子,并在此過程中釋放出大量能量。核聚變能具有燃料來自海水、效率是化石能源千萬倍、沒有長期核廢料、沒有碳排放等特點,被視為未來社會的“終極能源”。目前受控核聚變的研究主要分為兩大主流方案——慣性約束核聚變、磁約束核聚變。
慣性約束核聚變實驗,是將聚變材料制成小靶丸,然后從四面八方均勻射入高能激光束以持續(xù)壓縮并最終引爆靶丸,形成微型“氫彈”爆炸,產生熱能。為了驗證慣性約束核聚變實驗,2009年NIF建成。
磁約束核聚變,則是通過托卡馬克裝置產生強大的磁場,把等離子體約束在盡可能小的范圍內,對其持續(xù)加熱并使溫度維持在數(shù)千萬度甚至上億度,以達到核聚變對溫度的要求。國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)和位于我國合肥的“東方超環(huán)”(EAST)就是針對磁約束核聚變的研究。(記者倪思潔)
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