《 核聚变时代到来?美国科学家重现了“核聚变点火”突破》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2023-08-07
  • 北京时间8月7日消息,当地时间周日,美国能源部下属劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)宣布,美国科学家重现了“核聚变点火”突破,第二次在核聚变反应中实现了净能量增益。去年12月,该实验室首次实现了“核聚变点火”,创造了历史。

    劳伦斯利弗莫尔国家实验室发言人表示,今年7月30日,该实验室的科学家在国家点火装置(NIF)进行的一次实验中重现了核聚变点火突破,产生了比去年12月实验更高的能量输出。 该发言人补充说,最终结果仍在分析中。

    “自2022年12月在国家点火装置首次证明核聚变点火以来,我们一直在继续进行实验,以研究这个令人兴奋的新科学领域。在7月30日进行的实验中,我们在国家点火装置重现了核聚变点火,”劳伦斯利弗莫尔国家实验室表示,“按照我们的标准做法,我们计划在即将召开的科学会议和经过同行评议的出版物上报告这些结果。”

    两位知情人士称,7月份实验的初步数据显示,此次核聚变实验产生的能量输出大于3.5兆焦耳。这些能量大约足以为一台家用熨斗提供一个小时的动力。

    当时,科学家们将一束激光聚焦在一个燃料目标上,将两个轻原子融合成一个密度更高的原子,从而释放出能量。美国能源部称,该实验短暂实现了所谓的核聚变点火,激光将2.05兆焦耳能量传递给目标后,产生了3.15兆焦耳的能量输出。换句话说,核聚变产生的能量比用来驱动该实验的激光能量还要多。

    美国能源部当时称,这是“经过数十年努力取得的重大科学突破,将为国防和清洁能源的未来发展铺平道路”。

    科学家们在大约一个世纪前就知道核聚变为太阳提供能量,几十年来他们一直在地球上研究核聚变。如果企业能在未来几十年将这项技术扩大到商用水平,这样的突破有朝一日可能有助于遏制气候变化。

  • 原文来源:http://www.nengyuanjie.net/article/79075.html
相关报告
  • 《可控核聚变研究突破引关注》

    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2019-08-28
    • 近日,美国能源部(DOE)下属的橡树岭国家实验室(ORNL)宣布称,利用超级计算机的超级算力及人工智能,该实验室解决了目前可控核聚变规模化面临的一项重要问题,人工智能能够有效预测核聚变反应等离子体的不稳定性活动,为可控核聚变反应提供了预警时间,有望推动可控核聚变的商用进程。 一直以来,可控核聚变技术是世界各国争相研究的热点之一。核聚变反应是太阳能量的主要来源,建造可控的核聚变装置将帮助人类实现对这一能源高效利用,“人造太阳”的科技突破则将为人类带来源源不断的清洁能源。 就目前科学进展来看,可控核聚变实验的首要挑战就是实现高温聚变等离子体的稳定供能。等离子体是一种高温离子及自由电子的混合体,核聚变反应过程中将形成高温等离子体,这也正是核聚变反应的能量来源。如何让等离子体保持稳定的能量生产状态,是当前人类社会实现可控核聚变的重要一环。 在最新研究中,ORNL实验团队利用超级计算机的超级算力,运用人工智能算法对等离子体的活动进行了预测,为未来核聚变装置的有效控制和优化打下了基础。 ORNL撰文指出,核聚变过程中等离子体的破坏能够在顷刻间发生,为维持等离子体稳定性,提前预警并采取相应措施将变得尤为重要。该实验负责人BillTang表示,这一算法是目前最为准确有效的预测,在核聚变等离子体“崩塌”前提供足够的预警时间,科研人员能够利用这一事件对等离子体降温,或找到避免“崩塌”的方法。一旦运用到实践中,将有望为科研人员提供足够的应急响应时间。 据了解,这一项实验成果使用了目前全球两大托克马克装置DIII-D及欧洲联合环状反应堆(JET)现有的实验数据。美国DIII-D托卡马克装置建成于1980年,而JEC则建成于1983年,近几十年来可控核聚变研究热度不减,由全球七个国家参与的国际热核聚变实验反应堆(ITER)则计划在2025年开始等离子体实验。 美国科普杂志《科学美国人》曾撰文指出,利用可控核聚变反应可能有望解决当前全球变暖的问题,核聚变能量将消除人类对化石能源的依赖,并克服可再生能源不稳定性的缺点。更为重要的是,核聚变能源将不会像核裂变一样产生危险的核辐射。同时,自然界中存在大量核聚变所需的原料,海水中氢的同位素将取之不尽。 可控核聚变作为未来能源中“最有潜力”的一环,近几个月来,欧美国家也在不断“加码”这一科研领域的投入。 据英国《镜报》消息,8月12日,新上任的英国首相鲍里斯·约翰逊(BorisJohnson)宣布在“脱欧”后,将为位于英国牛津郡的核聚变研究机构CulhamScienceCentre持续提供资金支持。 自英国宣布“脱欧”以来,业内人士就对英国未来科学研究表示了担心,但一向支持“硬核脱欧”的鲍里斯却对可控核聚变领域尤为关注。 CulhamScienceCentre作为英国原子能管理局旗下科研机构,是国际核聚变研究机构ITER的核聚变研究工作。据了解,超过350名科学工作者及工程师参与该实验室项目,欧洲原子能共同体(Euratom)每年为该机构的核聚变研究提供数千万英镑的研究经费,一旦英国实现“无协议”脱欧,该机构可能不得不退出Euratom,科研经费则可能面临中断。 为此,鲍里斯在参观这一研究所后,立即宣布将为英国科研“超负荷充电”,维持这一研究机构的资金来源,并宣布将为欧盟国家科学家提供快速签证,保证科研交流往来。 另外,美国对核聚变研究的科研支持也热度不减。今年7月底,位于美国圣地亚哥的托卡马克实验室DIII-D宣布收到美国能源部1400万美元科研经费,这一资金将继续支持开发、探究和维持高温聚变等离子体的方法。 美国科学部副部长PaulDabbar公开表示称:“核聚变仍然是世界上最有希望的潜在能源之一。这项旨在实现核聚变反应堆稳态运行的研究,将是聚变向可持续能源发展道路上的一个重要里程碑。”
  • 《日英加强核聚变合作》

    • 来源专题:能源情报网监测服务平台
    • 编译者:郭楷模
    • 发布时间:2024-07-26
    • 英国惯性聚变能源开发商 First Light Fusion 接待了日本政府代表团,该代表团由日本文部科学省副大臣今枝宗一郎率领。此次访问正值英国和日本寻求在商业聚变能源研究方面开展更紧密合作之际。 在 7 月 23 日的访问中,First Light 与日本代表团举行了圆桌会议,代表团由 First Light 首席财务官 David Bryon 和其他董事会高级成员带领。随后,代表团参观了 First Light 的技术设施,包括欧洲同类设施中规模最大的脉冲功率设施 Machine 3。 First Light 表示,此次会议在其位于牛津的总部举行,是英国和日本在私营和公共部门层面就快速推进聚变商业化而不断深化的伙伴关系的最新合作。 作为 First Light 商业核聚变战略的一部分,该公司将寻求与其他拥有驱动器能力的组织和核工程公司合作,充分利用其独特的放大器技术。该公司表示:“这为商业核聚变能源提供了最快、最简单的途径,而日本在核工程领域拥有无与伦比的、享誉世界的专业知识,因此有望成为其中的关键合作伙伴。” 去年 4 月,日本政府启动了“聚变能源创新战略”,这是一项旨在支持“实现聚变能源成为世界下一代能源”的综合战略。继最近取得技术突破(包括美国国家点火装置于 2022 年 12 月演示点火的惯性聚变能源)之后,日本政府已将聚变研究作为其未来能源战略的重要支柱。 日本战略的一部分是与作为全球领先的核聚变参与者的英国加强合作。今年 5 月,First Light 参加了英国大使馆在东京举办的一场活动,该活动汇集了英国和日本核聚变行业以及两国政府的代表。