美国首次突破核聚变净能量增益，距离人工太阳又近一步？

发布时间：2022-12-14 09:51 所属栏目：16 来源：互联网

导读：近日，三名知情人员透露，美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益：聚变反应后，得到的2.5兆焦耳能量比投入的2.1兆焦耳能量更多，新增约20%能量。该实验室称，然而，确切的产量仍在确定中，在

　　近日，三名知情人员透露，美国加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益：聚变反应后，得到的2.5兆焦耳能量比投入的2.1兆焦耳能量更多，新增约20%能量。该实验室称，“然而，确切的产量仍在确定中，在该过程完成之前发布信息是不准确的。”
　　
　　尽管消息还未完全被证实，但有美国媒体报道称，当地时间12月13日，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室将发布公告，宣布这一重大突破。同一天，美国能源部也将宣布消息。核聚变专家亚瑟·特瑞尔博士表示，如果核聚变反应首次实现净能量增益这一消息得到证实，“我们将见证一个历史性时刻。”这意味着，人类可能距离拥有“近无限、安全、清洁”的能源又迈出一步。

　　知情人士透露：

　　首次“净能量增益”

　　突破“人工太阳”关键

　　据国际原子能机构的定义，核聚变反应是模仿太阳的能量转换过程，使较轻的原子核结合成较重的原子核。这一过程会释放出巨大能量。理论上，几克反应物就可产生一太（即一万亿）焦耳的能量，而这大约是发达国家一个人在60年内所需的能量。此外，核聚变反应不会排放二氧化碳和核废料。

　　核聚变实验成功的关键就在于“净能量增益”，即得到的能量大于投入的能量。自20世纪50年代以来，人类还没有能够从核聚变反应中实现“净能量增益”。

　　据悉，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的整个实验设施耗资35亿美元，用近200台激光器组成阵列，阵列有三个足球场那么大。实验过程涉及用世界上最大的激光轰击一小粒氢等离子体，基本上以每秒50次的速度产生一系列极快的重复爆炸，以启动核聚变反应。

　　据知情人士透露，研究人员使用了2.1兆焦能量的反应物，释放了2.5兆焦耳的能量。但实验室称，具体的输出仍在计算中，虽然“超出预期”，但不一定超过2.1兆焦。两名了解该实验结果的消息人士称，由于能量输出高于预期，一些设备损坏，后续分析变得很复杂。如果确实超过2.1兆焦，这意味着人类首次在核聚变反应中实现了净能量增益。

　　伦敦帝国理工学院等离子体物理学教授杰里米-奇坦顿教授认为，如果报道是真的，那就是一个真正的突破性时刻，“非常令人兴奋。”

　　应用有待时日：

　　2.1兆焦变2.5兆焦

　　但激光器要消耗500兆焦能量

　　这一项技术如果能够投入应用，将颠覆人类的能源结构。从理论上讲，一小杯氢燃料可以为一栋房屋供电数百年。然而，专家们强调，该技术突破仍然是科学意义上的突破，技术本身还有很长的路要走。

　　首先，增益的量有0.4兆焦，大约能够用来烧热水。人类想要实现“人工太阳”以带来能源结构颠覆，还需要时间和努力。其次，有一点是不能忽略的：虽然2.1兆焦能量变2.5兆焦能量，看上去是“净能量增益”，但是激光器本身需要投入500兆焦的能量。

　　奇坦顿教授强调，这次实验是为科学演示而设计的，而不是为应用——例如为发电厂而设计。他说：“将电能转换为激光能的效率不是其设计中（考虑）的一个因素。”

　　奇坦顿教授认为，这一实验从科学的角度展示了一个高聚变后能量增益的过程。“但要将其转化为发电站，我们需要开发更简单的方法来达到这些条件，这些条件需要更高效，最重要的是更便宜。”他补充说，任何从事聚变工作的人都会很快指出，从展示“能量增益”到真正实现应用还有很长的路要走。

（编辑：ASP站长网）