人类朝受控核聚变更近一步

摘要:上世纪50年代,在第一颗氢弹引爆时,人们就意识到了核聚变的力量。但一直以来,控制核聚变并将其用于和平用途却要困难得多。核聚变是任何已知的产生能量过程中最高效的一种。核聚变燃料可以容易地从自然界获得,而且核聚变也几乎没有产生有毒副产品或发生核熔毁的风险。

受控核聚变是人类安全利用核能的终极目标。美国研究人员12日在英国《自然》杂志网络版上报告说,他们在受控核聚变的实验中取得一项关键进展,首次在核聚变实验“点火”时实现了能量“盈余”。

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(图片:研究人员在实验中先将极少量的氢同位素核燃料均匀地裹在一个直径2毫米的球状颗粒上。)

首次实现能量盈余

多个轻原子核(如氘和氚)在超高温下相互聚合,可生成更重的新原子核(如氦),并释放出巨大能量。太阳持续“燃烧”就是典型的核聚变反应。人类已经实现了不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。但是要想让这种核聚变能量被有效利用,即实现受控核聚变,条件却非常苛刻。

引发核聚变反应首先要向核燃料中输入能量,即“点火”,只有让核聚变产生的能量超出“点火”所消耗的能量,才能将其作为有效的能量来源。太阳中心温度高达1500万摄氏度,还有巨大的压力,而在地球上无法获得那么大的压力,要想“点火”,只有通过大幅度提高温度来弥补。

在美国利弗莫尔劳伦斯国家实验所去年秋天进行的一项实验中,研究人员使用全世界最强力的激光装置朝一个豆粒大小的目标发射激光,并触发了核聚变反应,在不到一秒钟的时间内释放出了巨大的能量。

研究人员报告说,他们在实验中先将极少量的氢同位素核燃料均匀地裹在一个直径2毫米的球状颗粒上,核燃料的厚度仅相当于一根头发丝,然后将小球装入一个微型“胶囊”。研究人员利用激光将“胶囊”迅速加热到比太阳还高的温度,使其内部发生剧烈爆炸,最终释放出的能量超出了整个实验所投入的能量,首次在完成“点火”时实现了能量“盈余”。

责任编辑:蔡畅校对:总编室最后修改:
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