人类科技重大突破,美国科学家再获核聚变能量突破!
据《金融时报》8月6日消息,美国联邦劳伦斯-利弗莫尔国家实验室(llnl.gov)实验产生的能量超过去年里程碑式的测试。在核聚变反应中获得了净能量增益,这一结果应该使人们更加乐观地认为,在实现无限、零碳能源的梦想方面正在取得进展。
他们在7月30日的实验中再次实现了这一突破,产生了比去年12月更高的能量输出。该实验室证实,其激光设施再次实现了能量增益,并补充说,正在对结果进行分析。
美国联邦劳伦斯-利弗莫尔国家实验室在去年,就首次实现了实验室核聚变的能量点火,并实现了能量正循环。2022年12月14日,该实验室三名知情人员透露,美国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。而金融时报这次报道说,该实验室自2022年12月在国家点火装置上首次演示聚变点火以来,我们一直在继续进行实验,研究这一令人兴奋的新科学机制。
该消息人士称,在7月30日进行的实验中,我们在国家点火装置上重复了点火。自 20 世纪 50 年代以来,物理学家们一直试图利用为太阳提供能量的核聚变反应,但直到去年12 月,还没有任何研究小组能够从该反应中产生比其消耗更多的能量--这种情况也被称为点火。
核聚变是将两种氢同位素(通常是氘和氚)加热到极高温度,使原子核熔合,释放出氦和以中子形式存在的大量能量。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。
研究最广泛的方法被称为磁约束,它使用巨大的磁铁将燃料固定住,同时将其加热到比太阳还高的温度。而 NIF采用的是另一种方法,即惯性约束,即向一个微小的燃料囊发射世界上最大的激光,引发内爆。
尽管许多科学家认为核聚变发电站还需要几十年的时间,但该技术的潜力却不容忽视。核聚变反应不排碳,不产生长寿命的放射性废物,理论上,一小杯氢燃料可以为一栋房子提供数百年的电力。
因此获得核聚变的能量对于整个人类都意义重大,而美国这次能够实现核聚变能量的正增值,这肯定是在去年的基础上再上一个新台阶。这对于整个人类清洁能源的利用,和接近无限使用的能源方面来说,无异于是重大突破。对于人类社会而言,科技的发展几乎就是人类掌握能源进步的模式,某个国家如果能够掌握更多更加清洁而且能量巨大的能源,就意味着该国在未来科技领域上将会拥有更多的发展优势和垄断优势。
对于美国这次实现了核聚变能量上的正循环,这本身也是美国在科技成就上所取得的优异成绩,对于这一点也值得我们学习。中国在核聚变研究领域也在不断取得突破,比如中国研制的托卡马克等离子约束模式,虽然实现了长达几百秒的运转时间,但是和美国相比,我们还没有实现能量的正循环。虽然中美两国在核聚变研究上各有千秋,但是核聚变研究的真正目的依然是应用于解决人类能源问题。无论是中国还是美国,谁率先解决核聚变可控技术,那么谁就将掌握人类未来的科技前沿。
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