世界最大激光器有望年底聚变点火


在国家点火装置中进行聚变实验,这一过程共分为两个阶段。首先,激光束将被发射进这个被称为空腔的金属圆柱体的两端,该空腔中有一个聚变燃料球。在大约15纳秒的时间内,空腔的温度将达到330万摄氏度,从而引起X射线密集爆发。这种爆发将目标物质内核压缩到聚变反应所需的密度,从而使物质发生了内爆现象。

据英国《新科学家》网站报道,美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室科学家近日利用世界上最大的激光器“国家点火装置”进行的一项实验取得了重大突破,实验中激光束成功地将目标物质压缩成球体。这次实验的成功标志着国家点火装置正在向实现聚变反应点火的目标迈进。

据了解,国家点火装置如果实现聚变反应点火,它所产生的能量将比激光所输出的能量要多得多。在国家点火装置中,激光被用来加热聚变燃料球直到其爆炸。在这一过程中,燃料球内核被加热和压缩,最终达到核聚变所需要的高温和高压。

此前的实验大都被不规则的内爆现象所干扰,这种不规则内爆浪费了大部分的输入能量。但是近来,美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室科学家布莱恩-麦克高文所领导的研究小组已经成功地利用国家点火装置将目标物质压缩成球体,而不是压缩成薄烤饼形状或者其他畸形的形状,从而为将来的聚变尝试铺平了道路。拥有192束激光束的国家点火装置于2009年开始正式投入运营。

研究小组所使用的目标物质并没有包含聚变反应的关键成分(即氢的两个同位素氘和氚)。但是,这些目标物质的对称内爆现象表明,国家点火装置应该 能够以1.2至1.3兆焦耳能量的激光脉冲点燃聚变反应,这一能量远远低于国家点火装置所能够达到的1.8兆焦耳的全部能量。国家点火装置负责人杰夫-卫索夫表示,“根据从实验中所看到的结果,我们认为我们正在迈向聚变点火的路上。”

去年,研究人员逐步地提高了激光的输出能量,并最终达到了超过1兆焦耳的总能量。现在,他们又在10厘米厚的铝靶室里增加了新的设备,并且安装了巨型水泥门,用以容纳在未来聚变实验中所产生的中子。

数个月后,科学家们将开始测试一系列新目标,用以评估激光束的交互作用和压缩能力。如果一切顺利的话,在今年年底他们可能会尝试聚变点火实验。

来源:新浪科技

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