事關(guān)可控核聚變技術(shù)，美宣布重大科學(xué)突破，“人造太陽”成了？_環(huán)球速讀

人類文明的發(fā)展?jié)摿€是要以能源利用的形式為基礎(chǔ)，如果我們僅僅用“燒熱水”的方式來獲取能量，那該如何實行星辰大海之夢？目前比較前沿且很可能成功的一種能源利用方式，那便是核能，人類的核電站主要依賴的是核裂變反應(yīng)，而對于核聚變我們真正使用的便是殺傷力極大的武器，例如氫彈，氫彈爆炸根本不需要控制它能量的釋放過程，追求的就是瞬間完成能量釋放。

但是人類要想借助于核聚變來獲取能量，這個過程就必須要可控，這是首要的條件。

(資料圖片)

根據(jù)媒體消息，美國能源部將于美東部時間12月13日10時，也就是北京時間12月13日23時召開一次新聞發(fā)布會，屆時美能源部長詹妮弗·格蘭霍姆以及負責(zé)核安全的副部長吉爾·赫魯比將公開宣布“一項重大科學(xué)突破”。

在發(fā)布會之前他們不會透漏任何信息，但是根據(jù)一些知情人的介紹，這項重大科學(xué)突破就是指聯(lián)邦勞倫斯利弗莫爾國家實驗室此前成功實現(xiàn)了可控核聚變的點火，核聚變反應(yīng)實現(xiàn)了凈能量增益，也就是正能量輸出，實驗室內(nèi)核聚變的過程實現(xiàn)了產(chǎn)出能量大于輸入能量。

說到可控核聚變大家第一個能想到的就是我們的太陽，按照太陽的質(zhì)量它會發(fā)光發(fā)熱100億年，而這源源不斷向外釋放的能量，主要就是通過太陽內(nèi)核處的核聚變過程。

核聚變的發(fā)生過程看似比較簡單，就是讓兩個氫核發(fā)生碰撞，在一定幾率下會發(fā)生核聚變反應(yīng)，也就是超過了化學(xué)層面，原子核內(nèi)的變化，氫核的結(jié)合變成更重的氦核，在這個過程中會有質(zhì)量損失。例如太陽每秒中會有6億噸氫發(fā)生核聚變反應(yīng)，最終生成5.95億噸氦，在核聚變的過程中丟失了500萬噸質(zhì)量，而這些質(zhì)量就會按照愛因斯坦質(zhì)能方程轉(zhuǎn)化為能量。

但是氫核碰撞發(fā)生核聚變反應(yīng)的條件就比較苛刻了，畢竟兩個帶正電的氫原子核是不會主動靠近發(fā)生反應(yīng)的，那就必須要有足夠的外力條件。首先是極大的壓力，其次便是超高的溫度，太陽內(nèi)部的溫度可以達到1500萬攝氏度，而太陽內(nèi)核處由于自身的引力塌陷作用，可以獲得3000億倍大氣壓強的壓力，這些就足夠和核聚變的發(fā)生。

但人類如果想要通過這種方式實現(xiàn)核聚變反應(yīng)，溫度必須要達到1億攝氏度，這是最低標(biāo)準，這樣高的溫度哪有容器能盛裝，因此科學(xué)家想到了一種好辦法，那就是通過特殊形態(tài)的磁場把高溫等離子體約束在一定體積內(nèi)，這就是托卡馬克裝置，目前我國的“東方超環(huán)”就采取這種方式。

除此之外還有美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室利用的國家點火裝置，也就是激光聚變裝置，早在1994年該實驗室就著手進行該計劃，當(dāng)時的目標(biāo)是在2010年實現(xiàn)“能量平衡點”，也就是輸入激光的能量和核聚變發(fā)生后產(chǎn)出的能量平衡。

過程就是通過擁有超強能量的激光，照射到直徑只有幾毫米的“氘氚等離子體顆?！鄙?，在1億攝氏度溫度、1000億個大氣壓下引發(fā)核聚變的產(chǎn)生。此次采取的激光能量高達2.1兆焦耳，引發(fā)核聚變后產(chǎn)生的能量達到了2.5兆焦耳，這意味著國家點火裝置取得了重大突破，能量產(chǎn)出超過能量輸入，這是一項重大的科學(xué)突破。

當(dāng)然，雖然實現(xiàn)了核聚變反應(yīng)的凈能量輸出，但并不意味著“人造太陽”馬上就要來臨。但這關(guān)鍵的一步，也算是為未來可控核聚變技術(shù)從實驗室走向量產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。

這就意味著人類可以通過激光觸發(fā)氫同位素的核聚變反應(yīng)，在整個過程中我們可以看到是完全零碳能源，不需要化石能源的參與。并且可控核聚變技術(shù)還要更加高效，不僅可以滿足人們?nèi)粘Ｉ钏?，還能在未來進行太空探索的時候提供極大助力，屆時人們要想去到更遙遠的地方，根本就不需要擔(dān)心能源的問題。

而在可控核聚變中急需的便是氦三資源，這是一種清潔的核能源，地球上少得可憐，但是月球上含量豐富，這也是各個國家都將目光瞄向月球的最根本原因。

人造太陽現(xiàn)在還算是研究實驗階段，未來一定可以成功，而此次美國的可控核聚變技術(shù)通過光束縛高能等離子體，并且取得了凈能量的輸出，終究是向前邁了一步。

文/科學(xué)黑洞，圖片來源網(wǎng)絡(luò)侵刪。

關(guān)鍵詞： 等離子體 科學(xué)突破 核聚變技術(shù)