美国实验室实现核聚变里程碑,为清洁能源带来希望

时间:2022-12-21 16:37  

National Ignition Facility’s laser energy is converted into x-rays inside the hohlraum at Lawrence Livermore National Laboratory

路透华盛顿12月13日电- - -美国科学家周二公布了核聚变能源领域的一项突破,如果企业能在未来几十年内将这项技术提升到商业水平,有朝一日将有助于遏制气候变化。

美国能源部称,12月5日,加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家首次在一项使用激光的聚变实验中短暂实现了净能量增益。科学家们将激光聚焦在一个燃料目标上,将两个轻原子融合成一个密度更大的原子,从而释放出能量。

劳伦斯·利弗莫尔的主管金伯利·布迪尔在能源部的一次活动上告诉记者,科学技术的障碍意味着商业化可能不是五六十年的事,而是更早。Budil说:“通过共同的努力和投资,对基础技术进行几十年的研究可以使我们有能力建造一座发电厂。”

科学家们大约一个世纪前就知道核聚变为太阳提供动力,几十年来他们一直在地球上研究核聚变。

美国能源部表示,在激光向目标发射2.05兆焦耳的能量后,该实验短暂地产生了3.15兆焦耳的能量输出,实现了所谓的聚变点火。

白宫科技政策办公室主任阿拉蒂·普拉巴卡尔(Arati Prabhakar)曾于1978年在利弗莫尔工作过一段时间,当时她还是个十几岁的孩子,她听说过核聚变。她说,这个实验是“毅力可以成就什么”的一个巨大例子。

实验室以外的核科学家表示,这一成就将是一个重要的垫脚石,但在核聚变商业化之前,还有更多的科学工作要做。

National Ignition Facility’s laser energy is converted into x-rays inside the hohlraum at Lawrence Livermore National Laboratory

[1/6]国家点火装置的激光能量在空腔内转换成x射线,然后压缩燃料舱,直到它内爆炸,产生高温高压等离子体,这是一张未注明日期的照片,位于美国加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯利弗莫尔国家实验室/劳伦斯利弗莫尔国家实验室/路透社提供的资料

剑桥大学核能专家托尼·鲁尔斯通(Tony Roulstone)估计,实验输出的能量仅为最初发射激光所需能量的0.5%。

“因此,我们可以说这个结果……是科学的成功,但距离提供有用、充足、清洁的能源还有很长的路要走。”为了商业化,发电厂必须产生足够的能量来驱动激光,并实现持续点火。

“这是一个点燃胶囊(燃料)一次,”Budil谈到实验时说。要实现商业核聚变能源,你必须……每分钟都能产生很多很多聚变点火事件。”

电力行业谨慎地欢迎这一举措,但也强调,为了实现能源转型,核聚变不应减缓开发其他替代能源的努力,如太阳能和风能、电池存储和核裂变。

“这是第一步,表明‘是的,这不仅仅是幻想,理论上是可以做到的,’”非营利能源研究与发展组织EPRI的高级技术主管安德鲁·索德(Andrew Sowder)说。

Debra Callahan一直在Lawrence Livermore工作到今年年底,现在是焦点能源公司的高级科学家,她说实验室的结果将帮助公司弄清楚如何使激光更高效。“每个人都对已经取得的成就和未来感到兴奋。”

根据聚变工业协会(fusion Industry Association)的数据,专注能源是数十家致力于将聚变能源商业化的公司之一,这些公司已经筹集了约50亿美元的私人和政府资金,其中超过28亿美元来自今年6月之前的12个月。包括英联邦聚变系统公司在内的几家公司试图使用强大的磁铁来代替激光。

 
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