据外媒报道,美国能源部宣布,其下属的劳伦斯利弗莫尔国家实验室在最近的一次聚变点火实验中,首次实现了输出能量超越输入能量的目标,达到了净能量收益——也就是超过了所谓的“聚变阈值”。
这是一个里程碑式的成就,标志着人类已经无限接近于可控核聚变的清洁能源时代。此外,发言人表示,这一历史性成就将提供对清洁聚变能源前景的宝贵见解,以实现美国的核聚变研究目标——零碳经济。
实验发生所在的NIF目标室。图片来源:LLNL
核聚变又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应,如太阳的能量来自它中心的热核聚变。科学家正在努力研究可控核聚变,核聚变可能成为未来的能量来源。核聚变燃料可来源于海水和一些轻核,所以核聚变燃料是无穷无尽的。人类已经可以实现不受控制的核聚变,如氢弹的爆炸。
核聚变研究从上世纪50年代就已经开始,但进展一直非常缓慢。在过去,最大的挑战是高温问题难以解决。科学家需要在实验室环境内创造出像太阳那样的极高温、高压的环境,才能让燃料加热到离子化产生聚变。然而一般容器无法应对如此高的温度,需要对容器和反应进行“约束”,放置离子溢出容器。
科学家逐渐演变出两种主要方案来解决这个问题,磁约束和惯性约束。本次NIF 实验属于惯性约束。然而聚变点火并不能说完全成功,因为该实验也只仅仅超过了能量收支平衡点一部分,不过仍是可控核聚变技术一个重要的里程碑。(秦莹莹)