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激光技术为可控核聚变带来突破

发表时间:2018年04月12日 来源:煎蛋网

研究人员宣称,采用最新的激光驱动技术,现在可以实现无需放射性燃料或产生放射性废物的核聚变反应。

我们说的的核反应类型是氢与硼的原子核发生融合,它不产生中子,因此在其主要反应中没有放射性。


不利的一面,也是迄今为止我们最大的技术瓶颈:科学家为了成功引发连锁核聚变,需要比太阳核心高200倍温度的反应环境。

现在一个国际科学家合作团队找到了使用超强度激光脉冲来产生高温,同时压缩氢核和硼核的方法。我们离反应堆还有很长的路要走,但是我们始终未曾停下探索的脚步。

澳大利亚新南威尔士大学的首席研究员Heinrich Hora表示:“看到这些反应在实验和数值模拟中得到证实是最令人兴奋的事情。这不仅仅是因为它证明了我以前的一些理论工作,而且还测量了激光引发的连锁反应强度,它产生了比热平衡条件下高出十亿倍的能量输出。”

核聚变反应长久以来最有希望成为干净的、不会耗竭的能量来源,我们依靠现有理论和技术想法设法用聚变来取代核裂变反应:聚变反应中的原子不是被分裂,而是被结合在一起。

太阳上每天都在发生聚变反应,较轻的原子核被融合在一起,在难以置信的温度和压力的下形成较重的原子的核。尽管理论上听起来简单易行,但在实践中,这个过程被证明是极度困难的。

幸好,由于激光技术的最新发展以及Hora和他的同事进行的模拟和实验,研究人员认为有可能从激光束中产生一个“雪崩”聚变反应,此时的输出功率达到一兆万亿瓦每秒钟。

如果未来的研究没有发现这一方法的存在重大的技术障碍,科学家们认为,可以在十年内建成一个原型反应堆。

最新研究还表明,氢硼方法领先于其他类似技术,包括美国国家费米实验室的“点亮太阳”工程正在探索的氘-氚熔合(存在产生放射性废料的缺点)。

Hora说:“我认为这使得我们的方法领先于所有其他聚变能源技术。”

该团队已经制定了氢硼融合技术后续的路线图,使我们离实现可控的核聚变能源又近了一步。

虽然在技术优化和保持足够的稳定电力输出方面仍然存在诸多挑战,但如果这种新的技术能够发挥作用,效益将是巨大的。

HB11的常务董事Warren McKenzie说:“燃料和反应废料都是安全的,反应堆不需要热交换器和蒸汽轮机发电机,我们需要的激光器可以直接订购现货。”HB11拥有新技术的专利权,正在筹备进行后续的实验。

该研究已发表在Laser and Particle Beams。



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