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美國能源部聲稱美國國家點火裝置實現(xiàn)核聚變凈能量增益
2022年12月14日 09:29:11
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：5349
美國能源部(DOE)和能源部國家核安全管理局(NNSA)發(fā)布公告，稱勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的美國國家點火裝置(NIF)團隊首次在可控核聚變實驗中實現(xiàn)核聚變反應(yīng)的凈能量增益，即通過核聚變產(chǎn)生的能量比激發(fā)聚變所使用的能量更多。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】北京時間12月13日，美國能源部(DOE)和能源部國家核安全管理局(NNSA)發(fā)布公告，稱勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的美國國家點火裝置(NIF)團隊首次在可控核聚變實驗中實現(xiàn)核聚變反應(yīng)的凈能量增益，即通過核聚變產(chǎn)生的能量比激發(fā)聚變所使用的能量更多。美媒稱，這是數(shù)十年來耗資數(shù)十億美元開發(fā)核能技術(shù)的重要里程碑，有朝一日有望為地球提供無限、廉價、清潔的能源。
核聚變的工作原理，是讓兩個原子核接受1億攝氏度或以上的極端高溫，使其聚合成一個新的更大的原子，釋放出巨大能量。但是，這個過程會消耗巨大的能量，所以核聚變能的使用難點是如何讓釋出的能量大于輸入的能量，并得到持續(xù)穩(wěn)定的能量。
12月5日，美國國家點火裝置團隊用192束激光束，向一個微型燃料顆粒輸送了205萬焦耳的激光能量，點燃核聚變?nèi)剂希罱K產(chǎn)生了315萬焦耳的聚變能量輸出，實現(xiàn)凈能量增益，首次證實了慣性核聚變能(IFE)的基本科學(xué)原理和可行性。
美國能源部表示，要獲得簡單、充足的慣性核聚變能，并將能源輸送給家庭和企業(yè)，仍需要許多先進的科學(xué)與技術(shù)。美國能源部目前正在重啟一項廣泛協(xié)同的慣性核聚變能計劃。在私企投資下，推動核聚變商業(yè)化快速發(fā)展將具備很大的動力。
另據(jù)《華盛頓郵報》報道，要想實現(xiàn)核能商業(yè)化仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。首先，創(chuàng)造凈能量增益需要世界上最大的激光器之一的參與，并且需要大量的資源來重新建立所需的反應(yīng)規(guī)模，使聚變實際用于能源生產(chǎn)。更重要的是，工程師們還沒有開發(fā)出可實際操作的機器將反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化為電力，并部署到電網(wǎng)中。
科學(xué)家們還表示，建造足夠大能產(chǎn)生聚變能的設(shè)備，將需要極其難以生產(chǎn)的材料。與此同時，反應(yīng)產(chǎn)生的中子會給產(chǎn)生它的設(shè)備帶來巨大的壓力，設(shè)備極有可能在這個過程中被摧毀。
核聚變反應(yīng)燃料是從海水中提煉的氫的同位素氘。每1升海水中所蘊含的氘如果提取出來，發(fā)生完全的聚變反應(yīng)，能釋放相當(dāng)于300升汽油燃燒時釋放的能量，效率是化石能源的千萬倍。沒有長期的核廢料、沒有碳排放等特點，核聚變能被視為未來社會的“終極能源”。
參考資料來源：中國科學(xué)報、中國新聞網(wǎng)
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