美国核融合研究实现能量净增益 重要里程碑助发展洁净能源[影]
美国能源部宣布,美国科学家已经在核融合研究方面取得缔造历史的「重大科学突破」,首度在核融合反应达成产出的能量远高于引发反应所使用能量,将有助发展洁净能源。
劳伦斯利佛摩国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)的科学家最近在一次核融合反应中,产出约3.15百万焦耳(MJ)的能量,约是雷射所用能量2.05百万焦耳的150%。这是首度在实验中达成重大的能量净增益。
美国能源部长葛兰何(Jennifer Granholm)与实验室研究人员一起出席记者会,宣布这项突破性进展。她发布声明说:「国家点火设施(National Ignition Facility)的研究人员和员工奉献他们的生涯,希望见到核融合点火成为事实,这是项划时代的成果,而这项里程碑无疑将促成更多的发现。」
BREAKING NEWS: This is an announcement that has been decades in the making.
On December 5, 2022 a team from DOE's @Livermore_Lab made history by achieving fusion ignition.
This breakthrough will change the future of clean power and America’s national defense forever. pic.twitter.com/hFHWbmCNQJ— U.S. Department of Energy (@ENERGY) December 13, 2022
官员表示,这项成就将有助国防和未来发展净洁电力的进展。
科学家数十年来一直在发展核融合技术,支持者说,核融合是一种干净、充裕且安全的能源来源,最终可能打破人类依赖化石燃料、助长全球气候危机的局面。
伦敦帝国学院(Imperial College London)物理学家杰顿登(Jeremy Chittenden)表示,这是「令人极度兴奋、真正的突破时刻」、「证明追求已久的目标、核融合的『圣杯』确实可能实现」。
当前全球核电厂是运用核分裂来产出能量;核融合则是结合两个较轻的氢原子同位素(氘、氚),来形成较重的氦原子,过程中会释出大量能量。而这就是太阳等恒星内部的反应。
在地球上,核融合反应则可透过在专门设备内把氢加热至极高温度来引发。劳伦斯利佛摩国家实验室就是在巨大的「国家点火设施」中,把192束超高能量雷射光束全部导引至一个顶针大小、内含氢同位素的小圆柱容器。
如同核分裂,核融合操作过程不会产生碳,又比核分裂多出更多优势,例如没有核灾风险,而且产生的辐射废料少得多。然而核融合要达到产业规模,还有很长远的路要走。
杰顿登提醒:「要用核融合来发电,我们必须进一步提高能量增益。我们也得找到可以更频繁、更便宜重现相同效果的方法,之后才能切合实际地把它变成发电厂。」
法国原子能委员会(French Atomic Energy Commission)专案经理李法佛(Erik Lefebvre)告诉法新社,要走到那一步,可能还要再等20或30年。
America—and the world—has just achieved fusion ignition, and we owe it to @ENERGY's @NNSANews and @Livermore_Lab.
This is our planet's first step towards the ultimate clean energy, and THIS is why investing in America's National Labs matters. https://t.co/mBikD40DW9
— Secretary Jennifer Granholm (@SecGranholm) December 13, 2022
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