美國研究人員在受控核聚變的實驗中取得一項關(guān)鍵進展，首次在核聚變實驗“點火”時實現(xiàn)了能量“盈余”。

       人類已經(jīng)實現(xiàn)了不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想讓這種核聚變能量被有效利用，即實現(xiàn)受控核聚變（俗稱“人造太陽”），條件卻非?？量?。

受控激光核聚變裝置中的“氘-氚靶丸”和盛放靶丸的鍍金輻射腔

國家點火裝置的靶室（192束激光聚焦在小小的氘-氚靶丸上）

 美國研究人員在受控核聚變的實驗中取得一項關(guān)鍵進展，首次在核聚變實驗“點火”時實現(xiàn)了能量“盈余”。

       人類已經(jīng)實現(xiàn)了不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想讓這種核聚變能量被有效利用，即實現(xiàn)受控核聚變（俗稱“人造太陽”），條件卻非?？量?。

       引發(fā)核聚變反應(yīng)首先要向核燃料中輸入能量，即“點火”，只有讓核聚變產(chǎn)生的能量超出“點火”所消耗的能量，才能將其作為有效的能量來源。太陽中心溫度高達1500萬攝氏度，還有巨大的壓力，而在地球上無法獲得那么大的壓力，要想“點火”，只有通過大幅度提高溫度來彌補。

       美國利弗莫爾勞倫斯國家實驗所的研究人員報告說，他們在實驗中先將極少量的氫同位素核燃料均勻地裹在一個直徑2毫米的球狀顆粒上，核燃料的厚度僅相當(dāng)于一根頭發(fā)絲，然后將小球裝入一個微型“膠囊”。研究人員利用激光將“膠囊”迅速加熱到比太陽還高的溫度，使其內(nèi)部發(fā)生劇烈爆炸，最終釋放出的能量超出了整個實驗所投入的能量，首次在完成“點火”時實現(xiàn)了能量“盈余”。

       研究人員介紹說，此前的實驗中發(fā)生內(nèi)爆后球狀顆粒通常會變形，降低了能量持續(xù)產(chǎn)生的效率，而他們?nèi)〉眠@一新進展的關(guān)鍵在于更加精準地控制了核燃料在球狀顆粒表層的鋪設(shè)，使核聚變中產(chǎn)生的氦原子核可將能量再次轉(zhuǎn)移至核燃料中，引發(fā)進一步的核聚變反應(yīng)，從而產(chǎn)生更多能量。

       不過研究人員也指出，實驗中所取得的能量“盈余”十分有限，要讓核聚變反應(yīng)持續(xù)發(fā)生，這一“盈余”必須達到實驗所投入能量的百倍以上，因此受控核聚變真正為人類所用，仍是一個“十分遙遠的希望”。

█ 事實+

美國激光受控核聚變研究的起源

1992年7月，克林頓總統(tǒng)宣布美國延期暫停核試驗，同時責(zé)成能源部探索在不進行地下核試驗的情況下確保美國核彈頭先進、可靠和保密的其他途徑。1994財政年度，國防管理法規(guī)要求能源部提交一項有關(guān)美國核武器核心知識和技術(shù)資料安全管理的計劃。

1994年11月，被稱為“國家點火設(shè)施”的激光核聚變計劃正式簽發(fā)，同時得到能源部“慣性約束核聚變”顧問委員會的贊同。

國家點火設(shè)施采用192束351納米波長的激光。諾瓦聚變激光器的誕生地——勞倫斯國家實驗室是國家點火設(shè)施最合適的選址。1997年春開始建造，總預(yù)算為10.74億美元。到目前為止，它是世界上最大的激光核聚變裝置。