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美國激光前沿技術最新進展匯總

發布時間:2017/9/5     信息來源:http://www.mediaworksasia.com   作者:激光切割機    0

轉眼又是新的一年,激光技術應用範圍已經擴展到生活的方方麵麵。而科學家沒在激光前沿技術領域的研究也一直沒有停止過,美國是其中的領跑者。

世界最大激光器:開啟能源新時代

物理學的一項新進展使核聚變能源正在“升溫”。2月13日發表在英國《自然》雜誌上的論文稱,美國國家點火裝置的科學家現已通過實驗證明,核聚變反應釋出的能量比燃料(用於引發核聚變反應)吸收的能量多。這項發現標誌著核聚變能源將步入新時代,研究的下一個目標將會是實現“總增益”,即係統產生的能量必須超過進入係統的能量。

慣性約束核聚變是一種產生核聚變能量的方法,其操作原理是把燃料芯塊的溫度提高,從而引發內爆和燃料壓縮。實現受控核聚變條件比較苛刻,輸出能量大於輸入能量要求密度和約束時間的乘積達到一定要求。

而美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室擁有的世界最大激光器——被稱為“人造太陽”的美國國家點火裝置(NIF),其有能力產生類似恒星內核的熱與力。盡管設計初衷是用來模擬核爆,屬於美國“無爆炸核試驗”不可或缺的部分,但該裝置自落成起就讓世人廣泛注意到它更具魅力的一點——實現核能發電。人類能於實驗室中獲得“取之不盡用之不竭”核聚變能源,這在以前是想都不敢想的事。

相比世界範圍其他類似計劃,NIF主打的賣點在於其計劃成為“第一個突破平衡點”的設施。這個突破平衡點,即指產生的能量大於啟動它所需要的能量,也是所謂“能量增益”。這是半個多世紀以來核聚變工作者夢寐以求的目標。

此次通過國家點火裝置,勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的奧馬爾·哈瑞肯教授及其科研團隊在慣性約束聚變中成功克服障礙,實現了“燃料增益”。在實驗中,他們使用192支激光,替一顆燃料芯塊進行加熱和壓縮直至核聚變反應發生。研究結果表明,核聚變反應產生的能量,大約是以前紀錄的10倍。

但論文作者提醒,這次觀察到的“燃料增益”,是指核聚變能量高於燃料中能量,而不是用於壓縮燃料芯塊的總能量。

據英國BBC網站此前報道,他們已了解到去年9月下旬該裝置通過核聚變反應釋出的能量超過了燃料吸收的能量。這是世界第一台能將其得以實現的裝置,被認為是最終目標達成前的一個重要裏程碑。但當時實驗過程中遇到了一些障礙。

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