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 Xcimer Energy 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（Mark Cupta）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： 手机版：

国际热核聚变实验反应堆将运行时间推迟至少八年

国际热核聚变实验反应堆将运行时间推迟至少八年 国际热核聚变实验反应堆(ITER)将其托卡马克装置的运行时间推迟至少八年。托卡马克（Tokamak）是一种利用磁约束来实现磁约束聚变的环性容器，其中央是一个环形的真空室，内部气体在极端高温和高压下变成等离子体。ITER 正在建造世界最大的托卡马克装置，演示可控核聚变的可行性。它原计划在 2025 年测试产生等离子体。但该计划如今推迟到了 2033 年。但推迟并不出人意料。 via Solidot

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

中核集团：中国掌握可控核聚变高约束先进控制技术

中核集团：中国掌握可控核聚变高约束先进控制技术 8月25日下午，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。  为实现聚变能源，需要提升等离子体综合参数至聚变点火条件。磁约束核聚变中的高约束模式（H模）是一种典型的先进运行模式，被选为正在建造的国际热核聚变试验堆（ITER）的标准运行模式，能够有效提升等离子体整体约束性能，提升未来聚变堆的经济性，相较于普通的运行模式，其等离子体综合参数可提升数倍。

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。

核聚变实验已经克服了两个关键障碍 达到“最佳点”

核聚变实验已经克服了两个关键障碍 达到“最佳点”  DIII-D托卡马克反应堆内部。图片来源：Rswilcox (CC BY-SA 4.0)目前，人们正在探索的实现核聚变发电的主要途径之一是使用托卡马克反应堆。这是一种“甜甜圈”形状的真空装置，外面环绕着磁线圈。它借助强大的磁场，将等离子体加热到数亿摄氏度的极高温度，甚至比太阳还热，以达到核聚变的目的。人们一直认为存在一个临界点，即格林沃尔德极限。如果试图提高燃料密度，超过这个临界点时，等离子体就会脱离磁场的约束，四散逃逸，从而可能损坏反应堆。而提高密度对提高产量至关重要，因为实验表明，托卡马克反应堆的产量与燃料密度的平方成正比。现在，美国通用原子能公司的Siye Ding和同事证明，有一种方法可以提高等离子体密度，且能够实现高约束稳态运行。利用这种方法，他们成功使DIII-D国家聚变设施托卡马克反应堆在平均密度比格林沃尔德极限高出20%的情况下，运行了2.2秒。虽然之前已经打破了这一“关卡”，但稳定性较差、持续时间较短，而且这次的关键指标是，能量约束增强因子H98(y,2)>1。英国贝尔法斯特女王大学的Gianluca Sarri解释说，H98(y,2)显示了磁场对等离子体的约束程度，数值为1或以上意味着等离子体被成功固定在适当的位置。“如果现在开始表现出某种稳态运行，就可以一直处于最佳状态。”Sarri说，“这次实验是在一台小型设备上完成的，如果把结果推广到更大的设备上，就可以在很长一段时间内提高功率、实现增益。”这次DIII-D实验依赖于多方法融合，这些方法本身并不新鲜，但融合起来似乎很有前景。DIII-D等离子体室的外半径只有1.6米，目前还不知道同样的方法是否适用于国际热核聚变实验反应堆（ITER）。这是法国正在建设的下一代托卡马克，半径将达到6.2米。“这次实验对未来的核聚变发电来说是个好兆头。”Ding说，“许多反应堆设计要求同时具有高约束和高密度。从实验上讲，这是第一次实现这一点。”Ding表示：“下一步耗资巨大，目前研究正在朝着许多不同的方向发展，我希望这篇论文有助于集中全球的努力。”相关论文信息： ... PC版： 手机版：