
破紀錄的秘密核融合已經揭示了一秒鐘內吐出100億瓦的功率的實驗:一種“自加熱”或“燃燒” - 中子繁殖的等離子體氫根據研究人員的說法,實驗中使用的燃油膠囊內部。
去年,北加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家宣布,在國家點火設施(NIF)的100萬億秒(NIF)中宣布了1.3兆的能源的記錄。現場科學報導當時。 NIF科學家在兩篇新的研究論文中表明,成就是由於融合發生了融合的世界最強大的激光系統的核心,小腔和燃料膠囊的精確工程歸功於。
儘管燃料膠囊僅大約一毫米(0.04英寸),而融合反應僅持續了最短時間的時間,但其輸出量等於陽光的所有能量的約10%地球研究人員報告說,每一個瞬間。
有關的: 中國1萬億美元的“人造太陽”融合反應堆的熱量比太陽高五倍
研究人員說,反應爆發出了很多能量,因為融合的過程本身將剩餘的燃料加熱到足夠熱的血漿中,以實現進一步的融合反應。
勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的物理學家安妮·克里奇(Annie Kritcher)在一封電子郵件中告訴Live Science。克里奇(Kritcher)是1月26日發表的一項研究的主要作者自然物理學描述瞭如何優化NIF以實現燃燒等離子體的方式,以及另一項發表在自然詳細介紹了2020年和2021年初在NIF進行的第一次燃燒的血漿實驗的同一天。
jar
核融合是驅動恆星像太陽這樣的過程。它與核裂變不同,核裂變在地球上的發電廠中用於通過分裂沉重的原子核產生能量 - 鈽- 進入較小的原子核。
當原子核被“融合”(即連接在一起)成較大的核時,核融合會釋放出大量的能量。
最簡單的融合類型是由氫氣的,研究人員希望有一天可以使用地球海洋中大量的氫氣發展為相對“清潔”的動力源。
由於恆星非常大,因此它們的強力意味著融合反應發生在很高的壓力下。但是在地球上,這種壓力並不可行,因此融合反應必須在非常高的溫度下進行。 (在給定的體積中,隨著氣體溫度的升高,根據蓋伊·盧薩克(Gay-Lussac)定律,壓力也會增加,反之亦然。
不同的實驗者提出了在高溫下保持融合反應的不同方法,而國家點火設施則專門採用一種稱為“慣性限制”的方法。它通過使用192個高功率激光器在中心擊中一小塊氫來創造高溫,這些激光本身就消耗了大量的能量,只能每天左右發射一次。
慣性限制方法是針對測試熱核武器的開創性的,這與成為可行的電源相去甚遠 - 這樣的電源必須每秒蒸發幾個這樣的燃料顆粒,以產生足夠的能量輸出,以產生有用的電力。
但是,NIF最近在實現極高的能量輸出方面表現出了成功,即使只是短暫的時刻。 8月份的實驗幾乎從燃料顆粒中產生了盡可能多的能量,研究人員期望未來的實驗更加強大。
慣性監禁
兩項新研究描述了在100瓦反應前幾個月進行的燃燒血漿實驗。那些早期的實驗最終從僅200微克(0.000007盎司)的氫燃料的顆粒產生了170千焦的能量,這是任何早期實驗的能量輸出的三倍。
它是通過小心地塑造燃料膠囊的方法(一個封閉了顆粒的聚碳酸酯鑽石的微小球形殼)來實現的 - 含有它的空腔 - 一個小的圓柱體(不是很放射性的)鈾襯裡金子,被稱為Hohlraum。
新的設計使加熱顆粒的NIF激光器可以在Hohlraum內部更有效地工作,而膠囊的熱外殼可以快速向外擴展,而燃料顆粒則“崩潰”,從而使燃料在如此高的溫度下融合,以至於使顆粒的其他部件加熱到血漿中。
物理學家Alex Zylstra在一封電子郵件中告訴Live Science:“這是重要的,因為這是從融合到我們投入的能量中產生大量能量的必要步驟。” Zylstra領導了最初的燃燒血漿實驗,並且是自然研究的主要作者。
他說,儘管在慣性限制融合可以用作電源之前,將需要更多的科學里程碑,但實現“燃燒”等離子體的步驟將使科學家能夠更多地了解該過程。
Zylstra說:“ NIF(NIF)燃燒等離子體正在處於一個新的狀態,我們可以科學地研究這種情況。”
克里切(Kritchertokamaks- 不僅是通過慣性限制融合實現的反應。
她說:“這項工作很重要,因為它可以訪問新的等離子體物理制度,這將為整個融合社區提供豐富的了解。”
最初發表在現場科學上。