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      美國能源部通報核聚變點火實驗取得關鍵進展 距商用仍有距離

      財聯社12月14日訊(編輯 史正丞)當地時間周二,美國能源部長珍妮弗·格蘭霍姆召開新聞發布會,通報了一個“將被寫入歷史書”的成就,即美國科學家在實驗室里首次實現聚變反應的凈能量增益。

      用通俗易懂的話來說,包括太陽在內的所有恒星都依賴核聚變反應提供動力,而地球上的科學家們一直在努力復現這種物理反應。如果人類能夠掌握可控核聚變,等同于獲得了無窮無盡且廉價安全的清潔能源,這也是該技術被稱為清潔能源“圣杯”的原因。

      當然,要實現如此偉岸的愿景,道路必然是坎坷曲折的。據國際原子能機構(IAEA)介紹,核聚變是兩個輕原子核結合成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程。原子核需要在極高溫度下相互碰撞,以使它們能夠克服相互間的電排斥力。

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      (聚變反應示意圖,來源:國際原子能機構)

      勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的“國家點火裝置”由192個激光束組成,通過將激光匯聚在一個氫燃料小球上,可以將靶向目標加熱到1億攝氏度,并產生1000億倍地球大氣壓的壓力,從而實現核聚變反映。在上世紀60年代,該實驗室的物理學家們就提出了核聚變的假設,通過一代又一代人的努力,最終走到今天的里程碑時刻。

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      (點火裝置示意圖和實拍照片,來源:勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室)

      今天這項成就的突破之處在于,美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗的科學家們在12月5日的實驗中,通過“國家點火設施”向目標提供2.05兆焦耳(MJ)的能量,使其超過核聚變閾值,并產生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出。

      根據生活常識,3.6兆焦耳等于1千瓦時,所以按照劍橋大學核聚變專家托尼·魯爾斯通的話來說,美國實驗室這次產生的能源,大概能煮開2.5加侖(7.1升)的水。所以突破的關鍵點在于實現凈能量增益,英國科學家在今年早些時候通過核聚變產生59兆焦耳的能量,但未能實現凈能量增益。

      距離實際商用尚有“幾十年距離”

      曾在利弗莫爾實驗室擔任首席能源技術專家的Julio Friedmann對媒體表示,今天的成績非常重要,如果不能實現輸出的能量大于輸入的能量,就無法成為能量的來源。但這一成就在未來20-30年里都不會對氣候減排做出有意義的貢獻,這就是點火柴和建造燃氣輪機的區別。

      在周二的發布會上,勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的主任Kim Budil也表示,今天的公告代表的是一次聚變點火,但要實現商業核聚變發電,還需要做許多、許多事情,其中就包括“每分鐘產生許多次核聚變點火”。

      對于商用時間表的問題,Budil僅模糊地表示:可能還要幾十年,但不是我們以前常說的“還要60年或50年”。

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