美国国家点火装置宣布核聚变取得重大突破：输出大于输入

2022年12月13日星期二，能源部长詹妮弗·格兰霍姆（Jennifer Granholm）与总统的科学顾问阿拉蒂·普拉巴卡尔（Arati Prabhakar）一起宣布了加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室在聚变研究方面取得的重大科学突破。信用：美联社照片/J. 斯科特·阿普尔怀特

科学家们周二宣布，他们首次在聚变反应中产生的能量超过了用于点燃它的能量 - 这是数十年来利用为太阳提供动力的过程的重大突破。

能源部表示，加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员上周取得了这一结果。被称为净能量增益的目标一直难以捉摸，因为聚变发生在如此难以控制的高温和高压下。

这一突破将为国防的进步和清洁能源的未来铺平道路，能源部长詹妮弗格兰霍姆和其他官员说。

“点火使我们能够首次复制仅在恒星和太阳中发现的某些条件，”格兰霍姆在华盛顿的新闻发布会上说。这一里程碑使我们向零碳聚变能源“为我们的社会提供动力”迈进了重要一步。

格兰霍姆说，聚变点火是“21世纪最令人印象深刻的科学壮举之一”，并补充说这一突破“将载入史册”。

白宫科学顾问阿拉蒂·普拉巴卡尔（Arati Prabhakar）与格兰霍姆一起出现，称12月5日实现的聚变点火是“毅力真正可以实现的伟大例子”和“令人难以置信的工程奇迹”。

这张由劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火设施提供的未注明日期的图像显示了加利福尼亚州利弗莫尔的NIF目标海湾。该系统使用192束激光束会聚在这个巨大球体的中心，使一个微小的氢燃料颗粒内爆。能源部官员表示，2022年12月13日星期二，将宣布核聚变的“重大科学突破”。学分：达米安·杰米森/劳伦斯利弗莫尔国家实验室通过美联社，文件

聚变的支持者希望它有朝一日能够取代化石燃料和其他传统能源。生产无碳能源，为家庭和企业提供聚变动力还需要几十年的时间。但研究人员表示，这一宣布标志着一个重大飞跃。

“这几乎就像是一把发令枪，”麻省理工学院等离子体科学与聚变中心主任、聚变研究领导者丹尼斯怀特教授说。“我们应该推动提供聚变能源系统，以应对气候变化和能源安全。

利弗莫尔实验室主任金·巴迪尔（Kim Budil）表示，核聚变技术的商业用途存在“非常重大的障碍”，但近年来的进步意味着该技术可能会在“几十年”内广泛使用，而不是像以前预期的那样50或60年。

聚变的工作原理是将氢原子相互压入，使它们结合成氦，释放出巨大的能量和热量。与其他核反应不同，它不会产生放射性废物。

乔·拜登总统称这一突破是需要继续投资于研发的一个很好的例子。“看看能源部在核方面发生了什么。有很多好消息即将到来，“他在白宫说。

数十亿美元和数十年的工作已经投入到聚变研究中，这些研究在几分之一秒内产生了令人振奋的结果。此前，劳伦斯利弗莫尔（Lawrence Livermore）国家点火设施（Lawrence Livermore）的研究人员使用192个激光和比太阳中心高数倍的温度来产生极其短暂的聚变反应。

2022年12月13日星期二，能源部长詹妮弗·格兰霍姆（Jennifer Granholm）与总统的科学顾问阿拉蒂·普拉巴卡尔（Arati Prabhakar）一起宣布了加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室在聚变研究方面取得的重大科学突破。信用：美联社照片/J. 斯科特·阿普尔怀特

激光将大量热量集中在一个微型球形胶囊上，能源部机构国家核安全管理局副局长马文亚当斯说。结果是一个过热的等离子体环境，其中反应产生的能量比用于产生它的光中所包含的能量多约1.5倍。

罗切斯特大学教授、激光聚变专家里卡尔多·贝蒂（Riccardo Betti）表示，在净能量增益导致可持续电力之前，还有很长的路要走。

他将这一突破比作人类第一次了解到将石油提炼成汽油并点燃它会产生爆炸。“你仍然没有发动机，你仍然没有轮胎，”贝蒂说。“你不能说你有车。”

净能量增益成就适用于聚变反应本身，而不是操作激光器和运行项目所需的总功率。为了使聚变可行，它需要产生更多的电力和更长的时间。

巴迪尔说，人们有时会开玩笑说，利弗莫尔实验室，被称为LLNL，“代表'激光，激光，只有激光'。但她说，该实验室的座右铭“很好地总结了我们的方法：科学和技术的使命。

控制恒星的物理学是非常困难的。怀特说，燃料必须比太阳中心更热。燃料不想保持高温 - 它想要泄漏并变冷。他说，遏制它是一个挑战。

能源部长詹妮弗·格兰霍姆（Jennifer Granholm）于2022年12月13日星期二在华盛顿能源部举行的新闻发布会上宣布了加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室在聚变研究方面取得的重大科学突破。信用：美联社照片/J. 斯科特·阿普尔怀特

加州实验室的结果超出了预期，伦敦帝国理工学院专门研究等离子体物理学的教授Jeremy Chittenden说。

Chittenden说，尽管将聚变变成可用的电源还有很长的路要走，但该实验室的成就使他乐观地认为，有一天它可能会成为“我们认为的理想电源” - 一种不排放碳并且可以使用可以从海水中提取的丰富形式的氢。

一种聚变方法将氢转化为等离子体，一种带电的气体，然后由巨大的磁铁控制。这种方法正在法国35个国家（称为国际热核实验反应堆）以及麻省理工学院和一家私营公司的研究人员的合作中进行探索。

去年，在两大洲从事这些项目的团队宣布，在他们工作所需的重要磁铁方面取得了重大进展。

密歇根大学教授、实验等离子体物理学家卡罗琳·库兰兹（Carolyn Kuranz）希望这一结果将有助于为聚变研究带来“增加兴趣和活力”，包括来自私营企业的研究，她和其他人表示，需要将聚变能输送到电网。

“如果我们想防止进一步的气候变化，我们将需要部署多样化的能源生产选择，”库兰兹说。“核能 - 裂变和聚变 - 确实必须成为这个等式的一部分。我们不会仅靠可再生能源实现这一目标。

© 2022 年美联社。保留所有权利。未经许可，不得发布、广播、改写或重新分发本材料。

原标题：《美国国家点火装置宣布核聚变取得重大突破：输出大于输入！》

阅读原文