美國能源部宣布實(shí)現(xiàn)核聚變“歷史性突破”,，什么情況,？

Callejon

據(jù)央視新聞,，當(dāng)?shù)貢r(shí)間13日,，美國能源部官員宣布,，由美國政府資助的加州勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）,，首次成功在核聚變反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)“凈能量增益”，即聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量大于促發(fā)該反應(yīng)的鐳射能量,。

據(jù)悉,，實(shí)驗(yàn)向目標(biāo)輸入了2.05兆焦耳的能量，產(chǎn)生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出,，產(chǎn)生的能量比投入的能量多50%以上,。

美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆在一份聲明中稱，這一突破是一項(xiàng)“里程碑式的成就”,。這項(xiàng)成果預(yù)計(jì)將可能幫助人類在實(shí)現(xiàn)零碳排放能源的進(jìn)程中邁出關(guān)鍵一步,。

核聚變的藝術(shù)渲染圖.

美國能源部當(dāng)?shù)貢r(shí)間周二（13日）宣布，其下屬的勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室研究人員實(shí)現(xiàn)核聚變“歷史性突破”,，這項(xiàng)技術(shù)也被視為一種“可能的革命性替代能源”,。

據(jù)路透社此前援引兩名知情人士消息爆料稱，美國能源部將于當(dāng)?shù)貢r(shí)間13日晚些時(shí)候宣布,，美國國家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家在核聚變轉(zhuǎn)化能源方面取得一項(xiàng)突破,。

美媒稱，這種為太陽提供能量的過程有朝一日可望為地球提供廉價(jià)的電力來源。報(bào)道稱,，其中一位知情人士透露,，位于加利福尼亞州的美國能源部下屬勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家在一項(xiàng)使用激光的核聚變實(shí)驗(yàn)中首次實(shí)現(xiàn)了凈能量增益。

耗資35億美元的美國國家點(diǎn)火裝置位于勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室,，最初是為了通過模擬爆炸來測(cè)試核武器,，后用于推進(jìn)聚變能研究。支持者認(rèn)為,，它可以推進(jìn)核聚變研究,，從而可能建成商業(yè)電站。

占地面積有三個(gè)足球場(chǎng)大的NIF采用中心點(diǎn)火激光核聚變方案,，由192個(gè)巨大的激光器組成,，它們同時(shí)向一個(gè)金屬圓筒發(fā)射,。圓筒被加熱到約282萬攝氏度,，產(chǎn)生X射線內(nèi)爆，加熱并壓縮氘氚燃料,，引發(fā)核聚變,。

NIF從2010年開始正式的點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)。2014年,，勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家獲得成果,，但當(dāng)時(shí)產(chǎn)生的能量非常小，相當(dāng)于一個(gè)60瓦的燈泡在5分鐘內(nèi)消耗的能量,。2021年NIF在一次聚變反應(yīng)中產(chǎn)生了1.37兆焦耳的能量,，約為那次激光能量的70%，是世界上最接近凈能量增益的一次,。

不過,，據(jù)《自然》今年7月報(bào)道，美國科學(xué)家后來未能復(fù)制2021年創(chuàng)紀(jì)錄的實(shí)驗(yàn),，反復(fù)嘗試的結(jié)果最多只能達(dá)到去年年底能量的50%,。這凸顯了研究人員無法精確地理解、設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)這些能量下的實(shí)驗(yàn),。今年早些時(shí)候,，研究人員改變了方向，開始重新考慮他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),。

當(dāng)核聚變輸出的能量和輸入的能量達(dá)到平衡點(diǎn),，下一步就是要朝輸出能量大于輸入能量百倍的里程碑目標(biāo)努力。當(dāng)聚變反應(yīng)的輸出能量大于輸入能量百倍時(shí)可以探索建立商用電站,。

因此,，即便美國科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了核聚變反應(yīng)的凈能量增益，也不意味著我們很快就能擁有廉價(jià)的核聚變能源。據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道,，NIF的激光器效率非常低,，一次實(shí)驗(yàn)只研究了一次激光爆發(fā)，而實(shí)際的核聚變發(fā)電廠需要機(jī)關(guān)槍一樣的激光爆發(fā)速度,，每次爆發(fā)都有新的靶丸滑動(dòng)到位,，然后從聚變反應(yīng)中飛出的中子流必須轉(zhuǎn)化為電能。NIF相當(dāng)于三個(gè)足球場(chǎng)那么大,，對(duì)于商業(yè)發(fā)電廠來說太大,、太貴、效率太低,。