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美國能源部聲稱美國國家點火裝置實現核聚變凈能量增益
2022年12月14日 09:29:11
來源：化工儀器網 作者：楊 點擊量：5348
美國能源部(DOE)和能源部國家核安全管理局(NNSA)發布公告，稱勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的美國國家點火裝置(NIF)團隊首次在可控核聚變實驗中實現核聚變反應的凈能量增益，即通過核聚變產生的能量比激發聚變所使用的能量更多。
【化工儀器網 行業百態】北京時間12月13日，美國能源部(DOE)和能源部國家核安全管理局(NNSA)發布公告，稱勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的美國國家點火裝置(NIF)團隊首次在可控核聚變實驗中實現核聚變反應的凈能量增益，即通過核聚變產生的能量比激發聚變所使用的能量更多。美媒稱，這是數十年來耗資數十億美元開發核能技術的重要里程碑，有朝一日有望為地球提供無限、廉價、清潔的能源。
核聚變的工作原理，是讓兩個原子核接受1億攝氏度或以上的極端高溫，使其聚合成一個新的更大的原子，釋放出巨大能量。但是，這個過程會消耗巨大的能量，所以核聚變能的使用難點是如何讓釋出的能量大于輸入的能量，并得到持續穩定的能量。
12月5日，美國國家點火裝置團隊用192束激光束，向一個微型燃料顆粒輸送了205萬焦耳的激光能量，點燃核聚變燃料，最終產生了315萬焦耳的聚變能量輸出，實現凈能量增益，首次證實了慣性核聚變能(IFE)的基本科學原理和可行性。
美國能源部表示，要獲得簡單、充足的慣性核聚變能，并將能源輸送給家庭和企業，仍需要許多先進的科學與技術。美國能源部目前正在重啟一項廣泛協同的慣性核聚變能計劃。在私企投資下，推動核聚變商業化快速發展將具備很大的動力。
另據《華盛頓郵報》報道，要想實現核能商業化仍面臨巨大的挑戰。首先，創造凈能量增益需要世界上最大的激光器之一的參與，并且需要大量的資源來重新建立所需的反應規模，使聚變實際用于能源生產。更重要的是，工程師們還沒有開發出可實際操作的機器將反應中的能量轉化為電力，并部署到電網中。
科學家們還表示，建造足夠大能產生聚變能的設備，將需要極其難以生產的材料。與此同時，反應產生的中子會給產生它的設備帶來巨大的壓力，設備極有可能在這個過程中被摧毀。
核聚變反應燃料是從海水中提煉的氫的同位素氘。每1升海水中所蘊含的氘如果提取出來，發生完全的聚變反應，能釋放相當于300升汽油燃燒時釋放的能量，效率是化石能源的千萬倍。沒有長期的核廢料、沒有碳排放等特點，核聚變能被視為未來社會的“終極能源”。
參考資料來源：中國科學報、中國新聞網
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