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发布: 4:05pm 23/12/2023

点火

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成功複製3次核聚變點火突破  無限獲潔淨能源在望

绿量无穷/ 科学家3次成功复制核聚变点火突破 为全球供应洁净能源迈进一大步
加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的國家點燃實驗設施。(星島網)

(加州23日綜合電)美國加州科學家繼去年12月後,今年成功複製了3次聚變點火實驗突破,均能實現淨能量增益,這在尋求聚變能量方面又邁出了重要一步。事緣如果掌握了聚變能量,可望為全球提供近乎無限的潔淨能源。

星島網報道,去年12月5日,能源部轄下加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL)國家點燃實驗設施的科學家,進行了歷史上首次可控核聚變實驗。實驗中,國家點燃實驗設施向目標輸入了2.05兆焦耳的能量,產生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出,這是全球首次產生的核聚變能量,多於輸入的能量。

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根據LLNL本月的報告,他們今年已經成功複製了至少3次點火實驗。這標誌著因化石燃料燃燒而導致全球氣候危機的重要解決方案上,又邁出了重要一步。

實驗獲得更高“淨能量增益”
绿量无穷/ 科学家3次成功复制核聚变点火突破 为全球供应洁净能源迈进一大步
加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的核聚變實驗設施。(星島網/互聯網照片)
绿量无穷/ 科学家3次成功复制核聚变点火突破 为全球供应洁净能源迈进一大步
世界各地都正研究核聚變。圖為中國的全超導託卡馬克核聚變實驗裝置。 (星島網/資料圖片)
绿量无穷/ 科学家3次成功复制核聚变点火突破 为全球供应洁净能源迈进一大步
倫敦帝國學院慣性聚變研究中心研究員阿佩爾貝表示,複製能力證明了該過程的穩健性。(星島網/互聯網照片

在7月30日,NIF成功重現了核聚變點火突破,向目標輸送了略高於2兆焦耳的能量,產生了3.88兆焦耳的能量,較去年12月的實驗獲得了更高的“淨能量增益”,是迄今為止達到的最高產量。10月份的2次後續實驗也帶來了淨能量收益。

報告指出,這些結果證明了NIF能夠持續產生兆焦級聚變能量。然而,要達到核聚變達到為電網和暖氣系統供電所需的規模,還有很長的路要走。現在的重點是在已取得的進展的基礎上再接再厲,並找出如何大幅擴大聚變項目規模並大幅降低成本的方法。

過去數十年來,科學家一直試圖利用聚變能量,本質上是在地球上重建太陽的能量。

在去年實現歷史性的淨能源收益之後,下一個重要步驟是證明這個過程可以複製。

倫敦帝國學院慣性聚變研究中心研究員阿佩爾貝表示,複製能力證明了該過程的穩健性,表明即使雷射或燃料芯塊等條件發生變化,也可以實現這一目標。

核聚變不會產生放射性廢物

阿佩爾貝指出,每個實驗也提供了詳細研究點燃物理學的機會,這為科學家解決下一個需要克服的挑戰提供了寶貴的訊息:如何最大限度地獲得能量。

核聚變是太陽和恆星的能量來源。在這些星體核心的巨大熱量和重力下,氫原子核相互碰撞,聚合成更重的氦原子,並在此過程中釋放出大量能量。與核分裂(當今世界核電廠所使用的過程,由原子分裂產生)不同,核聚變不會產生放射性廢物。可控核聚變技術有望為人類提供近乎無限的潔淨能源,幫助人類擺脫對化石燃料的依賴。

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