為開發氣候友好型能源 科學家成功點燃等離子體

北京新浪網 (2022-01-28 17:31)
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原標題:為開發氣候友好型能源 科學家成功點燃等離子體 來源:參考消息網

參考消息網1月28日報導 據德國《明鏡》周刊網站1月26日報導,美國科學家成功點燃等離子體,也就是核聚變的燃料。

報導稱,未來,對氣候友好型能源的需求更可能增加而不是減少。科學家對核聚變寄予厚望,這項技術基本上是在複製恆星的運轉方式。例如,我們的太陽從氫聚變為氦的過程中獲得能量。

報導稱,世界各地的科研團隊都在研究這種核聚變的技術應用,此前已經公佈了一些成功案例。來自美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室國家點燃實驗設施的亞歷克斯·齊爾斯特拉領導的研究團隊現在又向前邁出了一步。他們在英國《自然》周刊上報告說,他們成功點燃了等離子體,也就是核聚變的燃料。其最終目的是引起持續反應和幾百萬攝氏度的高溫,從而啟動核聚變並使之自我維持下去。

核裂變和核聚變都是從原子核的結合力中獲得能量。核裂變時,較大的原子核被分裂,但會產生放射性廢料並有發生嚴重事故的風險。而在核聚變中,較小的原子核融合(聚變)成較大的原子核,這是一種清潔和安全的技術。但到目前為止,還有一個問題:需要消耗的能量仍多於最終產出的能量。

齊爾斯特拉領導的研究人員在實驗中使用了世界上最強大的激光設備,將僅有百萬分之幾克的重氫和超重氫(氘和氚)轉化為幾百萬攝氏度的等離子體。在這一過程中,192道激光束對一個幾毫米大小的容器內部加熱。容器內壁以高能X射線的形式釋放熱量,以此加熱容器內的一個燃料囊。燃料囊向內坍塌,強烈壓縮燃料。然後,超高壓和超高溫壓縮燃料的最內部區域促使氘和氚聚變為氦核。而所有這些發生在很短時間內。

在2021年2月的實驗中,齊爾斯特拉的團隊實現了燃燒的等離子體。不過他們指出,現在已經有了新進展。上述研究報告完成後,在2021年8月8日的一次新實驗中,他們製造了大約1.35兆焦耳的核聚變能量,相當於使用的1.9兆焦耳激光能量的大約70%。更重要的是,研究人員點燃了等離子體,從而使聚變反應在沒有外部加熱的情況下仍能保持等離子體的溫度。

英國約克大學的奈傑爾·伍爾西在發表於《自然》的評論中寫道,燃燒的等離子體是實現自我維持的核聚變能源的基本前提。他說,開發一種既能減輕氣候變化危險,又可以享受電力優點的燃料,這一目標顯然值得追求。

德國達姆施塔特工業大學的馬庫斯·羅特認為,與航天領域的情況類似,未來幾年,私營公司可能會推動核聚變技術的發展。美國石英財經網站曾於2021年11月9日報導:「到目前為止,全球23家核聚變技術公司已宣布獲得了19億美元融資,其中絕大多數是私人投資。」