解释:核聚变和最近的突破
核聚变被定义为将几个小原子核结合成一个大原子核,随后释放出大量能量。

周二,加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室宣布,在其国家点火设施中进行的一项实验在核聚变研究方面取得了突破。在实验中,激光被用来加热一个小目标或燃料芯块。这些含有氘和氚的小球融合并产生更多的能量。该团队指出,他们能够实现超过 1.3 兆焦耳的产量。
伦敦帝国理工学院惯性聚变研究中心联席主任杰里米·奇滕登教授告诉 BBC.com:实验中释放的兆焦耳能量在聚变方面确实令人印象深刻,但在实践中,这相当于所需的能量烧水壶。
那么,究竟什么是核聚变?
核聚变被定义为将几个小原子核结合成一个大原子核,随后释放出大量能量。核聚变为我们的太阳提供动力,利用这种聚变能可以提供无限量的可再生能源。 2018年《综合能源系统》一书指出:核聚变能作为未来基荷能源是不错的选择,具有资源取之不尽、本质安全、无长寿命放射性废物、几乎不排放二氧化碳等诸多优点。
新的突破是如何实现的?
该团队使用了新的诊断方法,提高了激光精度,甚至对设计进行了更改。他们在燃料芯块上施加激光能量,在类似于我们太阳中心的条件下对其进行加热和加压。这引发了聚变反应。
这些反应释放出称为α粒子的带正电粒子,进而加热周围的等离子体。 (在高温下,电子从原子核中剥离出来,变成等离子体或物质的电离态。等离子体也被称为物质的第四态)
加热的等离子体还释放出阿尔法粒子,并发生了一种称为点火的自持反应。点火有助于放大核聚变反应的能量输出,这有助于为未来提供清洁能源。
8 月 8 日,该团队注意到能量输出超过 1.3 兆焦耳。研究结果尚未发表在同行评审期刊上。
这是一个重大突破,因为输出高于之前达到的最高能量。以前,由于我们无法完全了解等离子体,激光聚变程序面临着几个困难。孟买塔塔基础研究所超短脉冲高强度激光实验室的 G Ravindra Kumar 博士说,现在新技术为这些惊人的发现铺平了道路,也让我们相信我们正朝着正确的方向前进。
未参与该实验的拉文德拉·库马尔博士补充说,需要更多的研究才能使发电厂实现收支平衡。我们需要产生更多的能量才能使发电厂成功运行。尽管如此,他补充说,这是向前迈出的重要一步,也是一项技术突破。
帝国惯性聚变研究中心的助理研究员艾丹·克里利博士在一份新闻稿中指出:再现太阳中心的条件将使我们能够研究以前在实验室中无法创造的物质状态,包括在恒星和超新星中发现的那些……我们还可以深入了解物质的量子态,甚至越来越接近大爆炸开始的条件——我们越热,我们就越接近宇宙的第一个状态.
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