2024-08-07 12:10来源:本站
CNN报道
(CNN)——加利福尼亚的科学家们向一个装有胡椒大小的燃料胶囊的圆柱体发射了近200束激光,在探索聚变能的道路上又迈出了一步,如果能被掌握,将为世界提供近乎无限的清洁能源。
去年12月的一个早晨,加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家点火装置的科学家们在世界上第一次成功地产生了一种核聚变反应,这种反应释放的能量比消耗的能量还要多,这个过程被称为“点火”。
根据LLNL去年12月的一份报告,现在他们说,今年他们已经成功地复制了至少三次点火。这标志着在解决主要由化石燃料燃烧造成的全球气候危机方面,又迈出了重要的一步。
几十年来,科学家们一直试图利用核聚变能,本质上是在地球上重现太阳的能量。
在去年实现了历史性的净能源增长后,下一个重要步骤是证明这一过程可以复制。
来自伦敦帝国理工学院惯性聚变研究中心的研究员布莱恩·阿佩尔比(Brian Appelbe)表示,复制的能力证明了这一过程的“稳健性”,表明即使在激光或燃料颗粒等条件不同的情况下,它也可以实现。
阿佩尔贝告诉CNN,每个实验也提供了一个详细研究点火物理的机会。“这为科学家们解决下一个要克服的挑战提供了有价值的信息:如何最大限度地利用可以获得的能量。”
与核裂变不同——核裂变是当今世界核电站使用的由原子分裂产生的过程——核聚变不会留下长期存在的放射性废物。随着气候危机的加剧,以及放弃使地球变暖的化石燃料的紧迫性的增加,安全、清洁能源的丰富来源的前景是诱人的。
核聚变是为太阳和其他恒星提供能量的反应,它包括将两个或两个以上的原子粉碎在一起,形成一个密度更大的原子,在这个过程中释放出巨大的能量。
从核聚变中产生能量有不同的方法,但在NIF,科学家们向一个装在胡椒大小的钻石胶囊里的氢燃料颗粒发射了近200束激光,这个胶囊本身装在一个金圆柱体里。激光加热圆柱体的外部,产生一系列非常快的爆炸,产生大量的能量作为热量收集。
2022年12月产生的能量很小——大约需要2兆焦耳的能量来驱动这个反应,它总共释放了3.15兆焦耳的能量,足以煮沸大约10壶水。但这足以使它成功点火,并证明激光聚变可以产生能量。
从那以后,科学家们又做了几次。据报道,7月30日,NIF激光器向目标发射了略高于2兆焦耳的能量,产生了3.88兆焦耳的能量,这是迄今为止达到的最高产量。随后在10月份进行的两次试验也带来了净收益。
报告称:“这些结果证明了NIF持续产生数百万焦耳水平聚变能的能力。”
然而,在核聚变达到为电网和供暖系统供电所需的规模之前,还有很长的路要走。现在的重点是巩固已经取得的进展,并找出如何大幅扩大核聚变项目规模、大幅降低成本的方法。
在迪拜举行的COP28气候峰会上,美国气候特使约翰·克里发起了一项涉及30多个国家的国际参与计划,旨在促进核聚变,以帮助应对气候危机。
克里在气候大会上说:“核聚变有可能彻底改变我们的世界,改变我们面前的所有选择,为世界提供丰富和清洁的能源,而不会产生传统能源的有害排放。”
去年12月,美国能源部宣布投资4200万美元,将包括LLNL在内的多个机构联合起来,建立专注于推进核聚变的“中心”。
美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆在一份声明中表示:“利用核聚变能源是21世纪最大的科技挑战之一。”“我们现在有信心,核聚变能源不仅是可能的,而且很有可能成为现实。”
埃拉·尼尔森(Ella Nilsen)和雷恩·马什(ren
Marsh)对此报道有贡献
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