日期:2022/10/10   IAE

Stock image of an atom. Results of nuclear fusion experiments that achieved ignition last year have no been confirmed in peer reviewed papers.ISTOCK / GETTY IMAGES PLUS / 原子的庫存圖像。 去年實現點火的核聚變實驗結果尚未在同行評審論文中得到證實。ISTOCK / GETTY IMAGES PLUS

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Nuclear Fusion Breakthrough Confirmed: California Team Achieved Ignition /  確認核聚變突破：加州團隊實現點火  BY JESS THOMSON ON 8/12/22 AT 9:20 AM EDT

核聚變的重大突破在加利福尼亞的一個實驗室實現一年後得到證實。

勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL) 的國家點火設施 (NIF) 的研究人員於 2021 年 8 月 8 日記錄了第一例點火案例，其結果現已發表在三篇同行評審論文中。

核聚變是為太陽和其他恆星提供動力的過程：重氫原子以足夠大的力發生碰撞，它們融合在一起形成一個氦原子，並釋放出大量能量作為副產品。一旦氫等離子體“點燃”，聚變反應就會自我維持，聚變本身會產生足夠的能量來維持溫度而無需外部加熱。

聚變反應期間的點火本質上意味著反應本身產生了足夠的能量來自我維持，這對於使用聚變發電來說是必要的。

如果我們能利用這種反應來發電，那將是最有效、污染最少的能源之一。 不需要化石燃料，因為唯一的燃料是氫，唯一的副產品是氦，我們在工業中使用，實際上供不應求。

目前聚變能的問題是我們沒有技術能力來利用這種能量。 來自世界各地的科學家目前正在努力解決這些問題。

在 LLNL 的這一最新里程碑中，研究人員僅在幾納秒內記錄了超過 1.3 兆焦耳 (MJ) 的能量產量。 作為參考，1 MJ 是一噸質量以 100 英里每小時移動的動能。

LLNL 慣性約束聚變項目的首席科學家 Omar Hurricane 在一份聲明中說：“創紀錄的鏡頭是聚變研究的一項重大科學進步，它確定了在實驗室中的聚變點火在 NIF 是可能的。”

“實現點火所需的條件一直是所有慣性約束聚變研究的長期目標，並開闢了一種新的實驗機制，其中 α 粒子自熱超過了聚變等離子體中的所有冷卻機制。”

在為達到這一點火結果而進行的實驗中，研究人員使用同樣由氘氚製成的周圍緻密活塞加熱和壓縮氘氚（氫原子分別具有一個和兩個中子）燃料的中心“熱點”，從而產生一個超熱、超高壓的氫等離子體。

“當聚變過程中產生的 α 粒子（兩個質子和兩個緊密結合在一起的）吸收產生的熱量在一段時間內克服了系統中的損失機制時，就會發生點火，”作者在發表結果的論文中說。期刊物理評論 E。

這一具有里程碑意義的結果是經過多年的研究和數千小時致力於改進和完善該過程的：物理評論快報論文中包含了 1,000 多名作者。

儘管多次嘗試未能達到與 2021 年 8 月實驗相同的能量產量，但它們都達到了比之前的實驗更高的能量。 這些後續行動的數據將幫助研究人員進一步簡化聚變過程，並進一步探索核聚變作為未來發電的真正選擇。

颶風在一份聲明中說：“在實驗室裡有一個點火的‘存在證明’是非常令人興奮的。” “我們在一個自核試驗結束以來沒有研究人員進入過的製度下運作，隨著我們不斷取得進展，這是擴大我們知識的絕佳機會。”

更正：美國東部時間 22 年 8 月 13 日凌晨 1 點 20 分：更正氘和氚原子中的中子數