85年了,未曾忘记,未敢忘记! 实验发生所在的 NIF 目标室(图片来源LLNL) 美国能源部宣称,12月5日,劳伦斯-利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们完成了历史上首次达到科学能量平衡的可控核聚变实验。能源部长Jennifer Granholm称“这一突破是最令人印象深刻的科学壮举之一”,“将改变清洁电力和美国的未来”。当然,还有潜在的、心照不宣的军事应用前景。 在这次实验中,团队使用高能激光射向一个燃料仓,点燃其中高压保存的燃料球。激光能量高达2.05兆焦,而聚变产生了大约3.15兆焦的能量。这意味着人类在可控核聚变实验中,首次超出了聚变阈值,实现了大于1的能量增益,也即从聚变中产生的能量,比用于驱动它的激光能量要多。 这次所进行的是通过激光触发的惯性约束核聚变 (ICF) 点火实验,首次证明了作为核聚变两大主流方案之一的惯性约束的技术价值(另一主流方案是磁约束)。这次实验的成功,也被认为是惯性约束核聚变的“从0到1”。 核聚变是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核(或粒子)的一种核反应形式。太阳就是一个氢核聚变的恒星。人类对这一产生能量方式已经持续研究了几十年,更通过核弹的研制,掌握了使原子聚变的技术。但尚无法对聚变进行控制,更谈不上小型化。 核聚变最大的挑战是难以在实验室创造出像太阳那样的极高温、极高压环境,而使燃料离子化以产生聚变。一般容器无法承受如此高的温度,需要对容器和反应进行“约束”,故而演化出两种主流方案:磁约束和惯性约束。本次 NIF 实验属于后者。而这一次实验的成功,展示了一种现实的可能性,科学家的乐观估计是,在一、二十年内,有望实现以惯性约束为手段的规模化核聚变。 我不是核科学工作者,但我深知实现可控核聚变的极端困难。事实上,未来仍存在诸多挑战。需要制造足够大的设备,才能建立所需的反应规模,产生足够的聚变能量,这绝非易事。反应产生的中子,会对设备带来巨大压力,使其被摧毁。而要制作小型化可控核聚变装置,以满足不同用途的需要,更是困难重重。但不管怎么说,LLNL的实验成功建树了一个重要的里程碑。 由于核聚变对于整个工业形态和人类文明进程的革命性作用,除了美国以外,以法国为实验基地的“国际热核实验反应堆”的计划(ITER)持续推进,包括中国在内的30余个国家参与该项目。ITER装置是一个超导托克马克装置,即采用磁约束方案。2022年10月19日,中国新一代“人造太阳”(HL-2M)科学研究取得重大进展,等离子体电流突破100万安培,创造了可控核聚变装置运行新记录。 全世界的核科学工作者都在为核聚变的规模化与商业化而努力,全世界科技界、工业界,包括我们航空航天界,也都在翘首以盼。突破在即,希望在前!而在那一天到来后,无限久远的飞行才真正地不再是梦。 梅西率领的阿根廷足球队以3:0取胜,挺进决赛。祝他们在绿茵场上再取佳绩!克罗地亚虽败犹荣,同样是好样的。 体育比赛的魅力在于,一是展示人体的美与潜能,二是在公平规则下尽显诱人的不确定性。 我爱体育运动,我爱公平竞争,我爱人类友善! |
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