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核聚变是未来清洁能源的希望所在，科学家正试图利用激光聚变技术，把海水中丰富的同位素氘、氚转化为取之不尽的能源，但是实现可控核聚变极为困难。近日，美国罗切斯特大学在激光惯性约束核聚变（ICF）领域的新成果让奋斗在ICF道路上的科学家看到了新的希望。 ICF的原理是在极短时间内加热和压缩微型靶丸，将靶丸中的氘-氚燃料压缩到聚变条件，使氘氚原子剧烈碰撞，产生氦原子核和中子，同时释放大量能量。ICF的实现方案包括，直接驱动、间接驱动、快点火等。 在罗切斯特大学激光热力学实验室（LLE）的OMEGA装置上，科学家在打靶实验中观测到非常好的靶丸内爆状态。这已经将燃料压缩到点火条件需求的一半状态。能得到这样的结果得力于许多技术提升。其中一项是60束激光的瞄准技术，现在可以使辐照更加均匀。
说到这里，就不得不提一下美国的国家点火装置（NIF）。近年来，美国基于NIF开展了激光间接驱动中心点火物理实验，取得了引人瞩目的成就，但聚变点火的前景并不乐观。 图 激光间接驱动惯性约束核聚变方案示意图，该方案是先将激光能量转换为X射线，用X射线轰击靶丸。 如果LLE的实验状态在NIF上复现并等比放大，将产生5倍于NIF保持的激光聚变记录能量，即产生100 kJ的聚变能量。 在这一令人振奋的实验结果背后，值得思考的是，ICF实验条件苛刻，影响因素繁多，就能量的等比放大来说，实现的概率有多大也很难预料。毕竟当年NIF就是利用NOVA激光装置的成熟技术建立起来的，结果与预期却相差甚远。但实验结果还是给了那些对ICF寄予厚望的人们以莫大的鼓励。 在国内，位于中科院上海光机所的高功率激光物理联合实验室作为我国ICF研究核心单位之一，在激光聚变方面进行了深入、长期的研究。在2015年高功率激光物理联合实验室学术委员会的会议上，实验室学术委员会建议 “开展直接驱动和探索性综合物理实验等与点火物理相关的基础研究”。 图 神光II激光装置靶室 【相关内容】 悲情NIF 2016-07-14 中国科学家谈NIF：言败尚早 2016-07-01 美国能源部承认，国家点火装置（NIF）难以实现点火 2016-06-29 上海光机所承研的以色列国家激光装置首两路调试出光 2016-05-11  |
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