美國國家點火裝置成功模擬核聚變反應(yīng)實驗條件

最近，美國國家點火裝置（NIF）項目的科學(xué)家攻克了點火裝置中兩個關(guān)鍵難題，如太陽般的極端高溫以及均勻的、使標靶不會失形的壓力，從而演示了在激光驅(qū)動下產(chǎn)生核聚變所需的條件。研究結(jié)果發(fā)表在近日出版的《物理評論快報》上。 < 49\B  
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　　與核裂變相比，聚變反應(yīng)能產(chǎn)生同樣巨大的能量但核廢料卻更少。NIF的目標是實現(xiàn)聚變反應(yīng)，最終用來生產(chǎn)可持續(xù)的清潔能源。NIF科學(xué)家們正在研究的是一種慣性約束聚變（ICF），即在高能激光熱量和壓力條件下的聚變，將一個一英寸（約2.5厘米）見方的金質(zhì)燃料芯塊（稱為“黑體輻射空腔”）作為氫同位素原子核發(fā)生聚變的場所。ICF反應(yīng)的目標是獲得點火，讓聚變反應(yīng)內(nèi)部的燃料芯塊所產(chǎn)生的能量，比激光引發(fā)反應(yīng)時所提供的能量高10至20倍甚至更高。 "QmlW2ysi  
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　　在最近的實驗中，NIF科學(xué)家獲得了類似太陽的極端高溫以及均勻、使標靶不會失形的壓力。他們用一種直徑2毫米的塑料小球代替了金質(zhì)黑體輻射空腔，將192束激光聚集在含氦元素的塑料球上，所產(chǎn)生的巨大熱量中近90%轉(zhuǎn)換為X射線，使溫度達到360萬攝氏度。在這一溫度下，2毫米直徑的塑料球各向均勻收縮為只有1/10毫米。 <f;Xs(  
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　　NIF副主管愛德華·莫斯表示，新實驗已經(jīng)模擬出聚變反應(yīng)發(fā)生的實驗條件，比以前更加切實可行，并有望在明年上半年進行真正的演示。研究人員目前正在對含有不等量氘和氚的小球進行測試，以檢驗不對稱向心聚爆的可行性，以實現(xiàn)最終的點火。 a"8H(HAlNn  
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　　盡管實驗條件看起來相當成熟，但真正的點火跟實驗還有些不同。真正點火時，燃料芯塊中用的不是氦而是鈹元素，并包含了氫同位素氘和氚。激光產(chǎn)生的X射線使鈹產(chǎn)生一種向內(nèi)的向心聚爆，將震波傳給氫同位素，進一步提高氘和氚原子核的溫度，達到臨界點后，它們才會克服彼此的斥力而聚合在一起。