劳伦斯-利弗莫尔国家实验室确认完成历史性的核聚变点火实验

劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LawrenceLivermoreNationalLaboratory）发表了一篇内容广泛的论文，证实了其2022年核聚变实验的有效性。在该实验中，多束激光聚焦在一个由氘和氚组成的球体上，首次在实验室中实现了核聚变点火。标签:#核聚变频道:@GodlyNews1投稿:@GodlyNewsBot

核聚变时代到来？美国科学家重现了“核聚变点火”突破

核聚变时代到来？美国科学家重现了“核聚变点火”突破劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究设施劳伦斯利弗莫尔国家实验室发言人表示，今年7月30日，该实验室的科学家在国家点火装置(NIF)进行的一次实验中重现了核聚变点火突破，产生了比去年12月实验更高的能量输出。该发言人补充说，最终结果仍在分析中。“自2022年12月在国家点火装置首次证明核聚变点火以来，我们一直在继续进行实验，以研究这个令人兴奋的新科学领域。在7月30日进行的实验中，我们在国家点火装置重现了核聚变点火，”劳伦斯利弗莫尔国家实验室表示，“按照我们的标准做法，我们计划在即将召开的科学会议和经过同行评议的出版物上报告这些结果。”两位知情人士称，7月份实验的初步数据显示，此次核聚变实验产生的能量输出大于3.5兆焦耳。这些能量大约足以为一台家用熨斗提供一个小时的动力。去年12月5日，劳伦斯利弗莫尔国家实验室在一次激光核聚变实验中实现了净能量增益。当时，科学家们将一束激光聚焦在一个燃料目标上，将两个轻原子融合成一个密度更高的原子，从而释放出能量。美国能源部称，该实验短暂实现了所谓的核聚变点火，激光将2.05兆焦耳能量传递给目标后，产生了3.15兆焦耳的能量输出。换句话说，核聚变产生的能量比用来驱动该实验的激光能量还要多。美国能源部当时称，这是“经过数十年努力取得的重大科学突破，将为国防和清洁能源的未来发展铺平道路”。科学家们在大约一个世纪前就知道核聚变为太阳提供能量，几十年来他们一直在地球上研究核聚变。如果企业能在未来几十年将这项技术扩大到商用水平，这样的突破有朝一日可能有助于遏制气候变化。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375345.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375345.htm

聚变能源的突破？美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室预计将作出重大宣布

聚变能源的突破？美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室预计将作出重大宣布美国国家点火设施正运行着"惯性约束核聚变"实验，看到近200个激光器直接射向一个微小的氢气舱。据澳大利亚格里菲斯大学的物理学家内森-加兰（NathanGarland）说，激光在胶囊周围产生等离子体，最终开始内爆--正是这些条件使得聚变反应得以发生。核聚变是为我们的太阳提供能量的反应，它通过将两个重原子融合在一起而发挥作用，这需要极高的压力和热量，但试图在实验室中重新创造这些条件是"超级困难的"。将两个原子融合在一起所释放的能量是巨大的，而且重要的是，不会释放任何碳。与核电站中使用的裂变（分裂原子）不同，聚变也不会留下任何放射性废物，而且也没有熔毁的风险。简而言之，如果我们能够利用核聚变发电，它将彻底改变能源体系，使我们能够在不向大气中排放温室气体的情况下产生清洁能源。如果《金融时报》的报道是正确的，那么LLNL的科学家们可能已经实现了"聚变能量增益"，这是用字母Q表示的。在聚变实验中，如果Q>1，那么我们正在走向真正的能源突破，这是科学家们长期以来梦寐以求的。但是，就像所有的科学一样，不应该过分夸大尚未充分分析的结果。在2013年，有报道称NIF已经实现了这一确切的壮举。事实并非如此。不过，在最近的时间里，NIF在实现这一目标方面取得了长足的进步。2021年8月，研究人员报告说，他们在一个短暂的时刻，在自我维持的反应中创造了聚变。LLNL的一位发言人表示，分析仍在进行中，所以目前无法提供细节或确认，但他们提供了一个媒体公告的链接--该公告用大写字母表示"重大的科学突破"。这个结果不会意味着我们突然拥有无尽的能源供应。在NIF发生的反应很可能只持续了几分之一秒甚至更少。但这是迈向聚变能源的第一步，它是为我们的世界提供动力的一种可行的、严肃的技术。它提供了一个概念证明，像这样的聚变实验可以达到Q>1。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335007.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335007.htm

科学家在突破性实验中展示了有效的聚变“火花塞”

科学家在突破性实验中展示了有效的聚变“火花塞”罗切斯特大学激光能效实验室在进行直接驱动惯性聚变实验时从欧米茄靶室内部看到的景象。科学家们向装有氘和氚燃料的小胶囊发射了28千焦耳的激光能量，使胶囊发生内爆，产生足够热的等离子体，从而引发燃料核之间的聚变反应。内爆中心的温度高达1亿摄氏度（1.8亿华氏度）。内爆的速度通常为每秒500到600公里（每小时110到135万英里）。内核的压力是大气压力的800亿倍。图片来源：罗切斯特大学激光能学实验室/尤金-科瓦卢克（EugeneKowaluk）摄在《自然-物理》（NaturePhysics）杂志刊登的两篇研究报告中，该团队分享了他们的研究成果，并详细介绍了这些方法的扩展潜力，目的是在未来的设施中成功实现核聚变。LLE是美国能源部最大的大学项目，拥有OMEGA激光系统，该系统是世界上最大的学术激光器，但其能量几乎只有加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置(NIF)的百分之一。利用OMEGA，罗切斯特的科学家们完成了数次成功尝试，向装满氘和氚燃料的小胶囊发射28千焦耳的激光能量，使胶囊发生内爆并产生足够热的等离子体，从而引发燃料核之间的聚变反应。实验引起的聚变反应产生的能量超过了中央热等离子体中的能量。OMEGA实验采用激光直接照射胶囊的方式，不同于在NIF上使用的间接驱动方式。在使用间接驱动方法时，激光会转化为X射线，进而驱动太空舱内爆。NIF使用间接驱动法，利用约2000千焦耳的激光能量用X射线辐照胶囊。这使得NIF在实现聚变点火方面取得了2022年的突破--聚变反应可从目标产生净能量增益。成就与未来展望第一篇论文的第一作者康纳-威廉姆斯（ConnorWilliams）23岁获得物理学和天文学博士学位，现在是桑迪亚国家实验室从事辐射和集成电路框架目标设计的科学家。他说："这是以后想完成任何事情的必要条件，比如燃烧等离子体或实现点火。"罗切斯特研究小组展示了他们仅用28千焦耳的激光能量就能达到如此水平的内爆性能，他们对将直接驱动方法应用于能量更大的激光器的前景感到兴奋。展示火花塞是重要的一步，但是OMEGA太小，无法压缩足够的燃料来实现点火。"如果能最终制造出火花塞并压缩燃料，那么与间接驱动相比，直接驱动具有许多有利于聚变能源的特性，在将OMEGA的结果放大到几兆焦的激光能量后，聚变反应预计会变得自我维持，这种情况被称为'燃烧等离子体。"21岁的VarchasGopalaswamy博士（机械工程）说，他是LLE的科学家，领导了第二项研究，探索在兆焦耳级激光器上使用直接驱动方法的影响，类似于NIF的大小。戈帕拉斯瓦米说，直接驱动集成电路框架是实现激光核聚变中热核点火和净能量的一种很有前途的方法。LLE首席科学家、机械工程系和物理与天文学系罗伯特-L-麦克罗里（RobertL.McCrory）教授里卡多-贝蒂（RiccardoBetti）说："最近这些实验取得成功的一个主要因素是开发了一种基于统计预测并通过机器学习算法验证的新型内爆设计方法。这些预测模型让我们能够在进行有价值的实验之前，缩小有希望的候选设计的范围。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422129.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422129.htm

核聚变发电研究迎来"聚变点火"的历史性突破

核聚变发电研究迎来"聚变点火"的历史性突破核聚变发生时，原子相互碰撞，"融合"产生一个更重的原子，并在此过程中释放能量。在太阳和其他恒星中，氢原子核融合在一起产生氦，并产生大量的能量。为了在地球上实现核聚变，人类必须将原子加热到极高的温度-至少数百万摄氏度，这就是为什么要达到净能量增益是如此艰巨。在这种情况下，国家实验室使用了192道强大的激光束来击中一个只有一颗胡椒大小的氢同位素固体目标。他们产生了3.15兆焦耳的能量，比激光器用来触发反应的2.05兆焦耳多了大约50%。通过这样做达到科学的能量平衡，因此研究人员可以被认为实现了所谓的"聚变点火"。利用核聚变释放的能量可能是革命性的--可以为人们提供丰富的能源，而没有温室气体排放或持久的放射性废物的讨厌的副作用。然而，要做到这一点，取决于能否克服巨大的工程障碍。经过几十年的实验，今天的宣布代表了对这些技术障碍之一的一个小但重要的胜利。但是，在核聚变能够实现任何清洁能源的梦想之前，仍然有很长很长的路要走。自20世纪50年代以来，美国政府一直在资助聚变能源研究。在全世界范围内，这种追求已经获得了数百亿美元的资金。到去年年底，英国的欧洲联合火炬（JET）的科学家们已经从核聚变中产生了创纪录的59兆焦耳的能量。最大的问题是，直到现在，实验室中的核聚变还不能产生比首先发生反应所需的更多能量。这是一个关键的里程碑，但仍有一些重要的注意事项需要注意。一个关键点是，能源部将这一胜利仅仅建立在激光器输出的基础上，而激光器的效率相当低。从电网中获得这两兆焦耳的激光能量需要300兆焦耳的能量。因此，今天的宣布取决于对"净能源增益"的有限定义。激光并不是实现核聚变的唯一途径。其他的努力，包括JET，涉及一个被称为托卡马克的磁性装置来限制和加热等离子体。无论采用何种方法，我们可能要在几十年后才能在发电厂以这种方式产生能量。它将需要更多的资金和渐进式的胜利来达到这一目标，今天的宣布就是其中之一。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1335173.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1335173.htm

净能量激光聚变法正迈向商业化

净能量激光聚变法正迈向商业化劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的NIF目标室核聚变动力的主要竞争者是托卡马克，它使用一个甜甜圈状的磁场将氢等离子体挤压和加热到巨大的压力和温度，其压力和温度是太阳中心温度的数倍。实现核聚变相对容易，任何氢弹或实验室工作台都能做到。最棘手的是实现核聚变，同时输出的能量大于输入的能量，这就是所谓的聚变点火。Xcimer点火室劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）的国家点火装置（NIF）于2022年12月5日首次实现了这一目标。这包括将大量激光集中在一个由氘和氚组成的小冷冻颗粒上。这些组合光束的突然爆炸导致小球内爆并引发聚变反应，产生的能量超过了产生聚变反应所需的能量。迄今为止，NIF产生的核聚变能量是点燃燃料的激光能量的2.5倍。起初，这似乎是一个巨大的突破，在许多方面也的确如此。遗憾的是，LLNL的装置主要是为纯研究而设计的。它唯一的实际应用是进行核聚变实验，以确保美国核弹头的安全性和可靠性。它并不是作为实现实用核聚变发电厂的途径而设计的。这就是XcimerEnergy的用武之地。自2022年以来，这家总部位于丹佛的公司一直致力于将激光聚变概念转化为实用的动力源。其目标是生产出一种新型氪氟化物激光装置，它产生的激光能量比NIF高10倍，效率高10倍，每焦耳成本低30多倍。Xcimer装置采用的技术最初是在20世纪80年代为美国战略防御计划（绰号"星球大战计划"）开发的，它将使用一个激光系统，产生超过10兆焦耳的能量。这将集中在较大的氘/氚颗粒上，这些颗粒更容易制造和处理，在点燃时能产生更大的能量。如果不加以利用，产生的能量就毫无用处，因此聚变室中流淌着熔融的锂盐，这不仅是为了保护聚变室壁不受中子的影响，从而减少维护，也是为了吸收能量并将其带走，以产生电能。其原理是，激光器站在164英尺（50米）的距离上，通过两个小孔将光束聚焦到目标弹丸上。该系统的设计目的是只点燃少量燃料，从而产生点燃其余燃料所需的能量，就像火柴点燃纸张一样。这样做更有效、更经济。Xcimer董事会成员马克-库普塔（MarkCupta）说："核聚变对人类的益处从未如此清晰，也从未如此必要。Xcimer已经开发出一种改变游戏规则的惯性核聚变方法，并组建了一支由业内最聪明的人才组成的团队来执行这一方法。我相信，在我们的带领下，世界将最终看到这种变革性能源的商业化应用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1435329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1435329.htm