美能源部通报核聚变点火实验取得关键进展 距商用仍有距离

www.witata.com | 12/13/2022 05:00 | 来源: 金融界 | 已有(0)点评| |


当地时间周二,美国能源部长珍妮弗·格兰霍姆召开新闻发布会,通报了一个“将被写入历史书”的成就,即美国科学家在实验室里首次实现聚变反应的净能量增益。

用通俗易懂的话来说,包括太阳在内的所有恒星都依赖核聚变反应提供动力,而地球上的科学家们一直在努力复现这种物理反映。如果人类能够掌握可控核聚变,等同于获得了无穷无尽且廉价安全的清洁能源,这也是该技术被称为清洁能源“圣杯”的原因。

当然,要实现如此伟岸的愿景,道路必然是坎坷曲折的。据国际原子能机构(IAEA)介绍,核聚变是两个轻原子核结合成一个较重的原子核并释放出巨大能量的过程。原子核需要在极高温度下相互碰撞,以使它们能够克服相互间的电排斥力。

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的“国家点火装置”由192个激光束组成,通过将激光汇聚在一个氢燃料小球上,可以将靶向目标加热到1亿摄氏度,并产生1000亿倍地球大气压的压力,从而实现核聚变反映。在上世纪60年代,该实验室的物理学家们就提出了核聚变的假设,通过一代又一代人的努力,最终走到今天的里程碑时刻。

今天这项成就的突破之处在于,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验的科学家们在12月5日的实验中,通过“国家点火设施”向目标提供2.05兆焦耳(MJ)的能量,使其超过核聚变阈值,并产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出。

根据生活常识,3.6兆焦耳等于1千瓦时,所以按照剑桥大学核聚变专家托尼·鲁尔斯通的话来说,美国实验室这次产生的能源,大概能煮开2.5加仑(7.1升)的水。所以突破的关键点在于实现净能量增益,英国科学家在今年早些时候通过核聚变产生59兆焦耳的能量,但未能实现净能量增益。

距离实际商用尚有“几十年距离”

曾在利弗莫尔实验室担任首席能源技术专家的Julio Friedmann对媒体表示,今天的成绩非常重要,如果不能实现输出的能量大于输入的能量,就无法成为能量的来源。但这一成就在未来20-30年里都不会对气候减排做出有意义的贡献,这就是点火柴和建造燃气轮机的区别。

在周二的发布会上,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的主任Kim Budil也表示,今天的公告代表的是一次聚变点火,但要实现商业核聚变发电,还需要做许多许多事情,其中就包括“每分钟产生许多次核聚变点火”。

对于商用时间表的问题,Budil仅模糊地表示:“可能还要几十年,但不是60年或50年,这种话是我们以前经常说的。”

关键词: 美国、能源部、可控、核聚变
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