上海證券報(bào)消息，美國能源部今天上午宣布，美國加州實(shí)驗(yàn)室歷史上首次實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量超過消耗的能量。
過去兩周，美國加州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室在國家點(diǎn)火裝置進(jìn)行了一次成功的核聚變實(shí)驗(yàn)，即世界上最大的激光轟擊了一個(gè)含有氘和氚燃料的靶球，首次獲得了凈能量增益。根據(jù)最新數(shù)據(jù)，這次聚變反應(yīng)產(chǎn)生了約3.15兆焦的聚變能量，約為2.1兆焦激光驅(qū)動(dòng)能量的150%，從而在追求無限和零碳能量方面取得了突破。
一名技術(shù)人員在勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室國家點(diǎn)火設(shè)施的前置放大器支撐結(jié)構(gòu)中。
中國工程物理研究院激光聚變研究中心副總工程師顧解釋說，聚變反應(yīng)過程消耗能量，也產(chǎn)生能量。如果產(chǎn)生的能量超過輸入的能量，就會(huì)有一個(gè)增量?！癓LNL研究成果的科學(xué)意義在于，它首次實(shí)現(xiàn)了大于1的核聚變點(diǎn)火能量增益?！币虼耍@個(gè)過程是經(jīng)濟(jì)的，并且它可以用于實(shí)現(xiàn)未來發(fā)電等各種應(yīng)用。
中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所原所長(zhǎng)朱建強(qiáng)興奮地稱贊上述研究成果的意義，稱“一個(gè)偉大的夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)”、“劃時(shí)代的一步”、“偉大”、“一個(gè)夢(mèng)想”。他告訴記者，“激光聚變點(diǎn)火能否成功，在科學(xué)界一直有爭(zhēng)議?，F(xiàn)在科學(xué)假設(shè)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。這大概是科技史上最偉大的事業(yè)，因?yàn)槟茉词亲钪匾慕K極需求?！?
零排放的“人造小太陽”
氘、氚等較輕元素的原子核相遇時(shí)，會(huì)匯聚形成較重的原子核，釋放出巨大的能量。這個(gè)過程就是核聚變。核聚變?cè)谔栔械墓ぷ髟硎菍⑵胀ㄙ|(zhì)子融合成氦-4，并在此過程中釋放能量。由于與太陽產(chǎn)生能量的原理相同，核聚變反應(yīng)一直被稱為零碳能源，被稱為“人造小太陽”。
自20世紀(jì)50年代以來，科學(xué)家們一直試圖證明聚變反應(yīng)可以釋放比輸入更多的能量。LLNL的最新研究成果最終驗(yàn)證了這一假設(shè)。核聚變過程可控，使研究成果最終可以用于能源等民用領(lǐng)域。
“核聚變的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它不會(huì)產(chǎn)生放射性廢物，而且這個(gè)過程是環(huán)保的。目前運(yùn)行的核電站是核裂變反應(yīng)，其中的原料鈾會(huì)產(chǎn)生放射性廢物，對(duì)人類環(huán)境造成破壞，即使埋得很深。日本福島核事故后，日德停止了核電站運(yùn)行，全球核電站建設(shè)也放緩。”
顧還透露，聚變反應(yīng)的原料是氫燃料，在自然界中是取之不盡用之不竭的?？梢詫?shí)現(xiàn)自循環(huán)，無碳。"小太陽意味著它可以自我循環(huán)，產(chǎn)生無窮無盡的能量."
商業(yè)應(yīng)用可能需要幾十年。
一位不愿意透露姓名的專家透露，“人造小太陽”的應(yīng)用范圍很廣，可以一勞永逸地解決能源問題，就像隨時(shí)可以制造一樣。
因?yàn)楹司圩兙哂薪K極能量，所以現(xiàn)在全世界的核大國都在投入核聚變研究。法國國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模打靶。俄羅斯也在做相關(guān)的驅(qū)動(dòng)研究，中國的相關(guān)研究幾乎與國際同步。
許多科學(xué)家認(rèn)為，核聚變業(yè)務(wù)的落地還需要幾十年的時(shí)間。然而，這項(xiàng)技術(shù)的潛力不容忽視。因?yàn)橐恍”瓪淙剂侠碚撋峡梢詾橐粭澐孔犹峁装倌甑哪茉础?
顧認(rèn)為，核聚變的應(yīng)用還有很長(zhǎng)的路要走，這主要取決于激光技術(shù)的進(jìn)步?！霸瓌t沒問題。但是現(xiàn)在激光發(fā)射的重復(fù)頻率太低了。如果能像光纖激光器一樣做到，那就需要科學(xué)上的突破?！?
朱建強(qiáng)說，上世紀(jì)80年代中期，上海光機(jī)所的成立開啟了激光聚變的新時(shí)代。既然激光聚變點(diǎn)火已經(jīng)成功，下一步應(yīng)該是如何提高點(diǎn)火效率?！斑@樣做需要勇氣和信心，因?yàn)闆]有先例，也沒有標(biāo)準(zhǔn)模式。大家都在探索?！?
美國首次核聚變反應(yīng)成功。
實(shí)現(xiàn)“凈能量增益”
當(dāng)?shù)貢r(shí)間13日，美國能源部官員宣布，由美國政府資助的加州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室首次在核聚變反應(yīng)中成功實(shí)現(xiàn)“凈能量增益”，即聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量大于引發(fā)反應(yīng)的激光能量。
據(jù)悉，該實(shí)驗(yàn)向靶輸入了2.05兆焦耳的能量，產(chǎn)生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，比輸入能量多50%以上。
美國能源部長(zhǎng)詹妮弗格蘭霍爾姆(Jennifer granholm)在一份聲明中表示，這一突破是一項(xiàng)“里程碑式的成就”。這一成果有望幫助人類在實(shí)現(xiàn)零碳排放能源的進(jìn)程中邁出關(guān)鍵一步。
此外，加州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室主任表示，如果要將這一成果商業(yè)化，核聚變技術(shù)仍有“重大障礙”需要克服，可能需要數(shù)十年的努力和投入。
