[涨姿势] 突破性核聚变实验证实产生的能量比投入的能量还要多

作者：精品下载站日期：2024-12-13 16:31:18 浏览：14 分类：涨姿势

突破性核聚变实验证实产生的能量比投入的能量还要多

艺术家想象中的黑腔被激光击中，导致圆形燃料芯块开始熔化。

图片来源：劳伦斯利弗莫尔国家实验室

核聚变时代即将到来。经过数千名科学家数十年的努力，这棵传说中的树已经开始结出果实：地球上可能发生聚变反应，释放的能量比输入的能量还要多。这项于 2022 年底宣布的突破现已得到证实。融合已经实现盈亏平衡。这还不是全部——一系列论文强调了还有很多值得期待的事情。

核聚变在恒星中不断发生。较轻的元素（通常是氢）被融合成较重的元素。这种反应释放出大量能量，为恒星提供能量。就太阳而言，我们所珍视的一个后果是，部分能量为地球上的生命提供了动力。自从我们上个世纪弄清楚聚变的工作原理以来，人类就想知道我们是否可以控制它并为自己使用它。到目前为止，答案是“有点”。

在实验室中，我们无法重现恒星中心的条件：巨大的压力和高温推动元素自然融合，释放能量。为了在实验室中实现这一目标，我们需要提供更高的温度，而这需要能量。因此，相当长一段时间以来，我们的目标一直是让聚变反应产生比开始所需更多的能量，并通过不同的设计来实现这一目标。

第一个跨越这条线的是国家点火装置（NIF）实验。这种方法被称为惯性融合。强大的激光被发送到一个胶囊（称为黑腔）中，其中包含含有两种重氢的颗粒。激光与黑腔相互作用，释放出数量惊人的 X 射线，撞击燃料，启动聚变过程。

2022 年 12 月 5 日，该系统释放了 3.1 兆焦耳的聚变能量。鉴于激光脉冲需要 2.05 兆焦耳，系统产生的能量超过启动所需能量的 150%。

超越“科学收支平衡”确实是一个突破，但对于一座全面建成的发电厂来说这还不够。产量需要超过初始能量的 10 倍才有意义。为此，团队花时间详细研究了14个月前发生的一切。一个有趣的事件是，聚变导致黑腔重新加热，其能量高于激光所能提供的能量。

科学家们在今天发表的五篇论文中的一篇中写道：“总而言之，我们首次观察到燃烧聚变胶囊对间接驱动黑腔进行大量再加热，其水平与原始 NIF 激光驱动相当，甚至超过了原始 NIF 激光驱动。”

创造稳定燃烧等离子体的能力可能会改变游戏规则，将惯性聚变带入现实生活中的发电厂。

今天发表的三篇论文，包括上面引用的一篇，发表在《物理评论快报》杂志上（此处、此处和此处）。另外两篇发表在《Physical Review E》杂志上（此处和此处）。

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