負責此項實驗的美國國家點火機構
科學家正在對設備進行調試
據英國《每日電訊報》報道,美國的科學家目前正在進行一項模擬太陽內部熱核聚變的實驗,該實驗將用一粒不超過針頭大小的核燃料來產生1億攝氏度的高溫和超過地球氣壓數十億倍的高壓。如果實驗取得成功,人類未來將有望擁有取之不盡、用之不竭的新能源。
實驗將于明年春季結束
這項耗資12億英磅的核聚變實驗將于明年春天結束。美國國家點火機構(NIF)的科學家們將利用激光聚焦于氫燃料之上以產生激光聚變。每束激光持續時間大約為十億分之一秒,濃縮了相當于美國所有發電站1000倍總功率的能量。在核聚變反應室內將因此發生一次劇烈的爆炸,并產生巨大的能量。科學家們實驗的目的就是利用一粒不超過針頭大小的核燃料來產生1億攝氏度的高溫和超過地球氣壓數十億倍的高壓。如果實驗能夠成功,將標志著具有實際意義的核聚變發電站建設已經邁出了第一步,人類將擁有一個取之不盡、用之不竭的能量來源。隨著礦物燃料儲量的不斷減少,各國政府正在尋找一種清潔的能量來源,核聚變發電站也許可以幫助人類解決能源危機問題。而且,作為核聚變反應的必要燃料,氫是地球上最豐富的資源之一。
國家點火機構項目主任埃德-摩西斯介紹說,“我們正在努力制造出與太陽一樣的內部環境。核聚變將成為世界上所有能量的來源,其實也就接近了真正的太陽能量。這確實是一個令人興奮的物理學成果,可以幫助人類解決許多重大的社會、經濟和全球難題。”在國家點火機構內,經過多重透鏡折射、鏡面反射以及放大器放大,一個單獨的紅外線激光將變成一束能量超過家用燈泡功率100億倍的激光柱。為了防止有灰塵、雜物等混入激光柱,裝置內必須首先要做無塵處理。然后,研究人員再將該激光柱轉變為192束單獨的紫外線激光柱,照向目標反應室的聚變艙中心。當激光柱照射到聚變艙內部時,將在數十億分之一秒的時間內產生高能X光射線,壓縮燃料球芯塊直至其外殼發生爆裂。燃料球芯塊外殼爆裂會產生一種同樣大小的反向作用力,向內壓縮燃料,直到引起燃料內部的核聚變,從而產生巨大能量。
雖然科學家們也嘗試了其他種核聚變發生技術,但從已完成的實驗效果看,激光技術是目前最有效的手段。如果一切順利的話,國家點火機構將具備每五個小時點燃一次激光并激發一次核聚變的能力。但是,一個穩定的核聚變發電站需要每秒大約十次的核聚變點火。目前,國家點火機構正準備與英國同行們加強合作,共同致力于核聚變發電站的研究和建設。歐洲的“高功率激光能源研究設施”的目標就是建造一個每兩分鐘就可以點燃一次核聚變的激光動力反應堆。國家點火機構將使用192個激光束來觸發微型凍氫顆粒中的核裂變,所有激光束都比目前工作的激光束要強大得多。國家點火機構負責人愛德-莫斯教授說,“我們的目標是實現一種核裂變形式,這樣我們就可以從中取得比投入的能量多得多的能量,這便意味著有可能進行持續不斷的核反應--這種聚變可被用來生成能量流。”
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