美国科学家宣布核聚变研究取得重大突破，首次实现了聚变反应的净能量增益，即从聚变实验中产生的能量多于输入激光的能量。

美国科学家宣布核聚变研究取得重大突破，首次实现了聚变反应的净能量增益，即从聚变实验中产生的能量多于输入激光的能量。 几十年来，物理学家一直在研究该技术，因为它有望成为近乎无限的清洁能源的潜在来源。 但专家们称，在核聚变能为普通家庭提供能源之前，还有一段路要走。

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（Eugene Kowaluk）摄在《自然-物理》（Nature Physics）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（Connor Williams）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Varchas Gopalaswamy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（Robert L. McCrory）教授里卡多-贝蒂（Riccardo Betti）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： 手机版：

【一周热点回顾】美国科学家宣布核聚变研究取得重大突破，首次实现了聚变反应的净能量增益。

【一周热点回顾】美国科学家宣布核聚变研究取得重大突破，首次实现了聚变反应的净能量增益。 几十年来，物理学家一直在研究该技术，因为它有望成为近乎无限的清洁能源的潜在来源。但专家们称，在核聚变能为普通家庭提供能源之前，还有一段路要走。

可控核聚变重大突破：首次实现能量输出超过输入

可控核聚变重大突破：首次实现能量输出超过输入 美国能源部，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火设施在 12 月 5 日的实验中首次实现了聚变反应的净能量增益，即从聚变实验中产生的能量多于输入激光的能量输入 2.05 MJ（megajoules） 输出 3.15 MJ（兆焦耳）。可控核聚变被认为能提供无限的清洁能源。国家点火设施的这一突破距离实用还有很远的距离。它的工作原理是使用 192 台激光器将氢燃料球加热到超过 1 亿摄氏度，并施加逾 1000 亿倍地球大气气压的压力，使氢原子聚变并释放能量。这一过程模拟了太阳的核聚变。 来源 ， 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

中国掌握可控核聚变高约束先进控制技术

中国掌握可控核聚变高约束先进控制技术 中核集团宣布新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，首次实现 100 万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录，突破了等离子体大电流高约束模式运行控制、高功率加热系统注入耦合、先进偏滤器位形控制等关键技术难题，是我国核聚变能开发进程中的重要里程碑，标志着我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。 可控核聚变是目前认识到的能够最终解决人类能源问题的重要途径之一，具有原料充足、经济性能优异、安全可靠、无环境污染等优势，主要的方式有 3 种：引力约束、惯性约束和磁约束。 2022 年 12 月 5 日，美国劳伦斯利佛摩国家实验室（LLNL）首次实现能量净收益的可控核聚变。该实验通过 192 道激光聚焦目标提供 2.05 兆焦耳的能量，从而超过聚变阈值，产生 3.15 兆焦耳的聚变能量输出。 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

聚变能源公司准备联合起来以加快商业化进程

聚变能源公司准备联合起来以加快商业化进程 尽管核聚变能源研究领域主要由几项重大努力主导，但目前在 12 个国家有大约 50 家私人资助的核聚变初创企业，已获得超过 56 亿美元的投资。其中大多数公司声称，他们将能够在 2030 年之前实现商业核聚变发电。鉴于核聚变在过去 75 年中的跟踪记录，必须对这一说法持谨慎态度。就连国际核聚变研究和工程巨型项目国际热核聚变实验堆（ITER）最近也因 6000 吨重的磁铁和其他组件延迟交付而遭遇了长达四年的时间表倒退。大多数聚变项目都是基于氘和氚这两种重氢同位素的聚变，而其他项目则在研究使用质子硼或氦-3聚变的所谓非电子聚变。拥有如此多样的方法增加了成功的机会，但也可能产生自 20 世纪 50 和 60 年代核聚变研究被美国、英国和苏联视为国家安全问题以来从未有过的无益竞争。托卡马克反应堆剖视图最大的例子是核聚变的两种主要方法磁约束和激光惯性约束。虽然它们的目的都是为了熔化氢同位素，但它们的路径却完全不同。磁约束利用环形磁场，在等离子体被加热到比太阳核心温度高出数倍时对其进行捕获和压缩。与此同时，激光惯性约束的工作原理是将一束高能激光集中在一个点上，在这个点上有一个由氘和氚组成的低温小球，当小球内爆并使原子熔化时会产生冲击波。由于这些方法截然不同，在过去的半个世纪里，科学家和工程师们往往忽视另一阵营的工作，甚至会贬低对手，声称激光无法按比例放大到实用形式，或者环形磁铁过于复杂且难以控制。最近，国际热核实验堆举办了首次国际热核实验堆私营部门融合研讨会，通过让各种初创企业和国际热核实验堆共享信息并寻求合作领域，打破了其中的一些障碍。这不仅仅是一个科技睦邻问题。美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的国家点火装置和英国的 欧洲联合火炬（JET） 都取得了重大突破。当然，私营公司也希望在这些里程碑的基础上再接再厉。梅兰妮-温德里奇（左）、松尾一树（中）和丹-根根巴赫（右）聚变能源洞察力公司首席执行官梅兰妮-温德里奇（Melanie Windridge）、前聚变公司首席执行官松尾一树（Kazuki Matsuo）和奇迹聚变公司首席执行官丹-根巴赫（Dan Gengenbach）在惯性约束聚变研讨会上主持的小组辩论就是一个重要的例子。在讨论这两种主要方法时，小组成员表示，最近的进展为合作开辟了新的机会。据松尾介绍，激光阵营和磁铁阵营可以在很多领域互相帮助，包括用于将聚变能转化为可用电力的毯子系统，这两种方法都能很好地发挥作用。其他可以合作的领域包括用于建造聚变设备的材料、利用一方或另一方扫清监管障碍的优势、软件以及安全法规的制定。这样，商业核聚变发电的发展就能大大加快。虽然还为时尚早，但它确实让人想起了核聚变研究史上的另一个插曲。1956 年，苏联物理学家伊戈尔-库尔恰托夫在英国哈威尔原子能研究所发表了演讲。这次演讲跨越了铁幕，让冷战双方都对对方正在做的事情有了谨慎的了解，提供了一定程度的科学信心，从而引发了十多年来核聚变研究的飞速发展。也许在我们这个时代，这样的复兴即将到来。 ... PC版： 手机版：