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《日本精品卡二卡三卡四卡 2024 精彩内容抢先看 - 新侨...》视频说明：7.12可控核聚变里程碑美国四次点火成功难道先机要让他们摘下了首发2023-12-24 21:08·科普启示录近日《Nature》对外激动发声称美国核聚变实验在过去一年中进行了四次可控核聚变点火试验创造多项新纪录NIF的首席设计师也借此成就顺利入选了Nature年度十大人物美国甚至会因为这次突破而进入到可控核聚变技术的新时代可控核聚变技术作为人类科幻作品里的常客如果被我们彻底掌握这项技术就能带来取之不尽、用之不竭的清洁能源人类所谓的能源危机也会彻底解决接着在可控核聚变所带来的恒星级能源中去实现空前未有的科技突破日思夜想的核聚变技术难道在美国的突破下瞬间变成了常态目前人类仍面临着哪些挑战阻碍呢核聚变技术太阳的中心温度高达1500万摄氏度并且达到3000多亿个大气压核聚变反应促使太阳每秒消耗物质为500万吨所迸发的能量更是无法想象可以设想在地球诞生的45亿年来太阳就犹如一个巨大无穷的核聚变装置不断进行氢聚变成氦的的反应过程数亿年如一日的散发着辐射能量与其说太阳照亮地球不如说核聚变照亮地球而人类在地球上使用的石油、煤电和食物多数都来自于核聚变能但是人类社会发展至今依靠太阳传递的能源已经远远不够我们开始构思如何自主掌握这种强大的核能量在地球上建立一个人造太阳NIF就是这样一个装置它是世界上最大的激光器由美国加利福尼亚州劳伦斯?利弗莫尔国家实验室（LLNL）研制而成可以通过模仿太阳中心的压力和热量来实现核聚变反应NIF的实验原理是通过对192条激光束的精准控制聚焦在一个点位上来模拟恒星内部核聚变的温度压力核聚变作为宇宙中最广泛强大的能量源归根结底就是两枚轻原子核在高温高压下融合为重原子核并释放能量的过程核聚变全过程不存在污染主要燃料就是氘和氚这两种物质在地球上可通过多种方式获取核裂变与核聚变相比有什么区别呢目前全球所使用的核能都来自于核裂变技术虽然带来的清洁能源同样高效但核裂变产生大量辐射废料易造成极端安全隐患所以核聚变才是未来的正选目前人类对核聚变技术所存在的最大难题就是如何持续让核聚变反应释放的能量大于输出的能量2022年12月14日实验室往核聚变材料聚焦2.05兆焦耳能量最终产生了3.15兆焦耳的能量输出只有聚变反应堆释放的能量超过试验所投放的能量或者说所消耗的能量才能被称之为点火而实验室无疑创造了人类的先例可谓居功至伟今年7月30日实验室再次通过192束激光向氢同位素氘和氚小球发射了2.05兆焦耳同位素释放能量的瞬间温度要高于太阳核心的六倍多最终获得了3.88兆焦耳的能量输出再次创造记录10月30日实验室再次尝试输入2.2兆焦能量并获得了3.4兆焦的能量输出尽管有人质疑NIF所获得的能量输出只能烧大概10壶开水但在此之前还从未有任何一个国家能实现核聚变输出能量大于消耗能量的壮举而实验室接二连三的点火成功意味着这一壮举绝非偶然现象实验室已经拥有常态化能力为了达成这十壶开水的目标实验室整整用了十余年2010年NIF点火装置建立在12年的研究过程中所投资金额已经积累至几十亿美元这是人力财力的双重考验而美国经受住了此次考验在此期间实验室对NIF作出了诸多改进比如对点火装置三分之二的光束线使用熔融二氧化硅碎片屏蔽让碎片引发的损伤率最多可降低100倍以及全新的抗反射涂层、进一步扩大光学回收循环容量等等激光脉冲的准度在几十亿分之一秒的刹那间为了尽可能提高精确度实验室近日完成了脉冲整形系统项目以此更精准的实现功率平衡和控制尽管实验室已经取得了瞩目的成就但目前NIF还存在效率极低的难题超过99%的能量在抵达目标前就已经完全损失极大降低了系统效率所以尽管美国目前已经是全球核聚变的引领者但他们距离向电网提供核聚变还有相当漫长的道路要走接下来美国政府计划在四年内追加4200万美元投资来建立三个全新研究中心共同克服这一困难阻碍困难与成就女性物理学家Annie Kritcher作为此次核聚变计划的首席核心人物也是顺理成章的入选了Nature年度十大科学人物Kritcher从2004年开始着手研究核聚变能源并在2012年正式加入到NIF她入职后的主要工作是负责计算机的模型设计实验对激光束的能量时间进行各项参数调整Kritcher在团队中充分展现了自身卓越的才干和领袖魅力2016年她一跃成为NIF首席设计师成为首席设计师之后Kritcher率领团队呕心沥血对实验项目进行运算调整她精益求精想方设法提高核聚变的产量在如愿点火成功后现在Kritcher又将目光瞄向了实现更多兆焦耳和更高产能的新实验总体来说Kritcher入选年度科学人物是实至名归而团队成果她更是功不可没可控核聚变并非只有NIF一条路可走国际热核聚变实验堆（ITER）也被称为人造太阳此类设备还有许多可以确定全球有许多核聚变实验在同时进行俄罗斯、日本和印度都不想错过这个改天换命的最佳契机既然如此那我们的核聚变技术又发展如何呢早在2006年中国就加入了国际热核聚变实验堆(ITER)计划并承担了10%的研发任务职责和地位仅次于欧盟历经17年潜心研究中国目前在核聚变领域也取得了耀眼的成就2020年底我国核聚变装置落地成都并实现放电它可以将等离子电流能力提升到2.5兆安培以上这是中国核聚变技术史无前例的突破2022年该装置等离子体电流突破100万安倍再创我国核聚变装置新纪录今年8月我国新一代人造太阳环流三号首次实现高约束模式100万安培等离子体电运行该成就也使得中国的可控核聚变跻身国际一流水准可控核聚变技术是人类解决能源问题的最优解对我国的经济、科技发展方方面面都有着重大意义因此中国的可控核聚变技术不能落后于世界上任何一个国家中美在可控核聚变技术上选择了两条截然不同的研究路线因此比较之下实则不存在孰强孰弱、孰优孰劣的问题只希望二者能并驾齐驱为人类社会发展带来崭新的机遇

方源迅向着北原进周五