核聚变实验让我们触手可及

它需要192个激光器和3个足球场大小的设备。

美国研究人员似乎在核聚变方面达到了一个新的里程碑——使近乎无限清洁能源的梦想更接近实现。

伦敦帝国理工学院的物理学家亚瑟·特瑞尔帮助分析新数据,他在一份报告中说:“这一非凡的突破让我们非常接近于证明聚变反应的‘净能量增益’——就在地球需要它的时候。新闻稿

挑战:当两个原子合二为一时,就会释放出巨大的能量。这个过程被称为核聚变,这是太阳和其他恒星产生能量的方式。

核聚变是清洁能源的圣杯。它不会产生任何东西碳排放或长期放射性废物,不像太阳能发电,它不依赖于环境条件。

能源产出是2018年的25倍。

然而,核聚变只能在极端的高温和压力下发生,而在地球上产生这种条件需要大量的能量。我们可以去做吧——但它消耗的能量比产生的能量要多。

直到我们找到从融合我们投入的能量比投入的多,我们就无法利用它作为能量的来源。

缩小差距:8月8日,劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员使用国家点火装置(NIF)——一个三个足球场大小的巨大装置——来触发核反应堆融合通过将192束激光聚焦在豌豆大小的氢燃料颗粒上。

实验产生了1.35兆焦耳的能量,而激光产生的能量为1.9兆焦耳。

这仍然是净亏损——这相当于借给某人一美元,收回70美分——但它正在接近收支平衡。输出的能量大约是NIF在今年早些时候的一次实验中产生的能量的8倍25倍比它在2018年能产生的还要多。

国际激光实验室的另一位物理学家杰里米·奇滕登(Jeremy Chittenden)说:“能源输出的改善速度非常快,这意味着我们可能很快就会达到更多的能源里程碑,比如超过用于启动这一过程的激光器的能量输入。”

点火倒计时:这个实验可能还没有达到能量输出的平衡点,但有证据表明它非常接近核聚变的另一个里程碑:点火。

“点火的想法是,我们可以‘点燃一根火柴’,释放出比我们投入的更多的聚变能量。”

马克·赫尔曼

如果科学家能在核燃料中找到一个足够热的点,他们怀疑它会释放出粒子,加热该点周围的燃料原子。然后它们会释放粒子,加热周围的燃料等等——这就像核聚变的多米诺骨牌效应。

这个自我维持的过程开始的点被称为核点火。

NIF主任Mark Herrmann说:“点火的想法是,我们实际上可以在目标中得到一个传播的燃烧波——‘点燃一根火柴’,它可以向外球状燃烧,释放出比我们投入更多的聚变能量。告诉物理世界在2017年。

展望未来:NIF团队怀疑,在最近的测试中,它可能已经达到了核聚变点火的阈值——或者甚至完全实现了点火——但它的数据仍需要同行评审。

一位发言人表示,通常情况下,NIF会等到实验结束后才宣布实验结果,但“由于这项成就的规模之大,新闻正在传播,所以我们觉得公布事实很重要。告诉CNBC.)

“证明点火是核聚变能源的‘小鹰时刻’。”

安德鲁荷兰

如果结果成立,这将意味着我们现在离可用的核聚变能量又近了一大步。

核聚变工业协会(fusion Industry Association)首席执行官安德鲁·霍兰德(Andrew Holland)对CNBC表示:“证明点火是核聚变能量的‘小鹰时刻’。”霍兰德没有参与这项实验。

他继续说:“这将证明我们可以在地球上释放聚变能来发电。”“它将为核聚变如何工作提供深刻的科学理解,这将帮助所有核聚变开发商更好地建造他们的发电厂。”

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