【鐳射聚變通行證里程碑】

八方

【鐳射聚變通行證里程碑】

 

在 NIF 腔

科學家在勞倫斯 · 利弗莫爾國家實驗室 （LLNL） 在加利福尼亞州取得"燃料獲得"大於一個國家點火裝置（NIF）。

利用 NIF 的極強大的鐳射粉碎的氘-氚燃料的微小木頭顆粒，它們產生更多的能量，從核聚變反應不是在燃料中沉積。

研究人員說，雖然目標還很遠長期追求的"點火"，最新的結果不過是實現核聚變能源的重要一步。

NIF 建成于 2009 年的 35 億美元的成本，使用 192 束鐳射在只是幾十億分之一秒內將 1.8 焦耳的能量傳送到一個小小的目標。

目標包括空心的金柱釐米長，稱為腔。在其中心坐胡椒大小的球體，冷凍的氘和氚包裹在一個塑膠殼內。

雷射脈衝加熱從而產生 x 射線，迅速刪除或者"消融"材料從外面的殼，所以導致燃料發生內爆腔。

這爆聚創建加熱燃料到溫度約 5000 萬攝氏度，造成克服他們之間的相互排斥和保險絲，生產 α 粒子 (氦原子核) 和中子的原子核的激波。

2009 年至 2012 年，NIF 專門設計用來實現點火，一個專案工作的研究人員提供的 α 粒子的熱量的點增加核聚變反應的比率，這樣他們釋放更多的能量比由鐳射。

然而，這項工作被證明是令人失望，導致輸出能量小於輸入的約 1000年倍。

後由國會審議，國家核安全管理局，負責監管 NIF，宣佈了一項旨在到底哪裡出了錯了工作的新的、更為審慎的戰略。

該戰略還強調"慣性約束核聚變"，如"快點火"和"Z 箍縮"替代辦法的重要性。

在新的基礎上

在最新的工作中， Omar 颶風和 LLNL 的同事有調升 NIF 的輸出通過改變該設施的雷射脈衝的形狀。

以前，這種脈衝是"低腳"品種，這意味著 x 射線能量傳遞到目標仍然相對較低的脈衝持續時間之前迅速增加的大部分時間。

這個想法是壓縮到最高的可能密度，以最大化核聚變反應的燃料。

然而，不幸的是，這種做法造成塑膠殼周圍的燃料要分手，所以減少內燃料的壓力和限制輸出的能量。

雷射脈衝在最近的"高腳"實驗中相反的形狀，提供更多的能量，較早前在壓縮過程中。

這將允許更多的熱量，它有機會大大壓縮之前送到燃料。

這就限制了總的壓縮，因為更多的工作需要做燃料達到一定的密度，就像一個輪胎變得更難擠時抽出使用熱空氣可以做到。

然而，這種方法的優點是它產生更穩定的內爆。

事實上，通過限制他們的野心，研究者們設法得到更多的精力耗盡燃料。

發表在自然雜誌的一篇論文，颶風和同事們的報告結果，從實驗進行了去年 9 月和 11 月 — — 前生產 14 核聚變能源從單一用鐳射槍和後者 17 kJ kJ。

研究人員指出由於能量傳遞到燃料是大約 10 kJ，兩組鏡頭產生燃料增益。

他們還計算，從這些照片輸出能量的一半起源于阿爾法粒子加熱盡可能多。

這是重要的因為這種供熱方式是點火的先決條件。

電腦模型與協定

團隊成員 Paul Springer 添加一個更近的鏡頭，開展團隊提交之後能量，其紙、生成約 26 kJ 最的研究者們相信來自阿爾法粒子加熱。

另一個再加上點從最近的工作，說，施普林格，是事實結果是相似的預測從電腦類比。

密切配合試驗及數值類比，他指出，是特別重要，如果 NIF 是履行其頭號目標：説明維持美國的未經測試的核武器儲存。

羅伯特 · 麥克羅裡，為鐳射能量在紐約州羅切斯特大學的實驗室主任聽起來謹慎，然而。

像其他的研究者致力於融合，他說它目前還不清楚是否 NIF 將能夠實現點火，爭論"最新的結果可能關於只要可以推高腳這樣"。

而他"讚揚當前結果"，他補充說"我們必須等著看是否我們能達致所需不僅得到點火，而且魯棒可靠增益從融合目標的理解"。

事實上，NIF 研究者認識到的不確定性在於前面。

組成員鄧尼斯 Hinkel 列舉了點火尋求和攀爬雲覆蓋乞力馬札羅山在坦尚尼亞類比。

當你走，你知道你已經接近首腦會議上，她說，但是你不知道如何關閉。

這也是真正與點火。

陡峭爬到點火

儘管研究人員已經證明燃料增益，它需要進一步增加關於一個 100 來實現點火的因素。

施普林格指出，大多數從鐳射能量事實上是在加熱腔和塑膠外殼。

他和他的同事們現在正在研究介紹，生成更多球對稱，並因此更有效率的內爆，以及改進外殼材料。

你用的越少塑膠，速度越快的燃料會發生內爆，他解釋道。

但你必須有一些塑膠，因為否則你會燒蝕的燃料。

有是取得平衡的需要，我們還沒有擊中它。

Steve 考，核聚變能源在英國，Culham 研究中心主任指出將在下法國建設的 ITER 專案研究的融合的競爭對手"磁約束"方法已經接近盈虧平衡的能量。

事實上，于 1997 年，Culham 的噴射反應器已經產生了 16 兆瓦的電力從輸入 24 兆瓦。

但他認為必須將這兩種方法對核聚變能源。

辯稱颶風和他的同事研究"開始到達 NIF 的核心問題"，他說"我們等待了 60 年來接近受控核聚變。

我們現在正接近這兩個磁性和慣性約束研究。

我們必須堅持下去。

關於作者

愛德溫 · 裡奇是一個總部設在羅馬的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2014%2Ffeb%2F12%2Flaser-fusion-passes-milestone