核聚变:那里已经有一个突破而这将意味什么呢?

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核聚变:那里已经有一个突破而这将意味什么呢?
流言暗示美国国家点火设施已经在核聚变中做出了一个重大进步,尽管仍有许多需要克服的障碍
新科学家By

加州国家点火设施的激光器。Philip Saltonstall
什么已经发生了?
核聚变已经长期承诺丰富的、清洁能量,但直到最近一直是一个遥远的梦。在过去的几年里,世界各地的实验已经越发的承诺,但最重要的是所有这些还需要比它们已经产生的更多的能量输入。
现在,英国《金融时报》的一篇报道暗示加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员已经克服了这一主要障碍。实验室的国家点火设施(NIF)聚变反应堆使用激光来创造热和压力,将氘和氚变成一种其中聚变能发生的等离子体,而英国《金融时报》报道,一个实验其中激光输出2.1兆焦耳的能量造成了约2.5兆焦耳,大约增加了20%。
实验室的来源告诉该报这个数据仍在处理中,但那个能量输出是比预期的更大并损坏了一些诊断设备。
一位劳伦斯利弗莫尔国家实验室发言人告诉《新科学家》杂志,“我们的分析仍在继续进行,如此在此时我们不能够提供细节或确认,我们期待在周二分享更多信息” ,他指一个美国能源部预计将于12月13日发生的宣布。
贝尔法斯特女王大学的吉安卢卡·萨里说,直到这些报告被证实为止需要谨慎,但如果这是真的这是一个巨大的里程碑。他说,“这不是一个给定的,这可以被做到不是明显的。我们知道现在我们能在地球上获得核聚变”。
如此核聚变已经被破解了吗?
虽然一个比给国家点火设施的反应堆激光器提供的能量更高的能量输出将是极端的积极的,但还有更多的工作要被做。
要让一个反应堆普遍是有用的,它将不得不产生比最初投入激光器的更多的能量。从电力产生激光涉及了效率低下意味着这不是目前的情况------萨里估计如果被激光输出2.1兆焦耳的能量,那么国家点火设施将不得不从电网中吸取“几十”兆焦耳来取得这一目标。
甚至一旦一个反应堆能抵消由激光器所需的真正能量,它会只能是打破平衡的。为让核聚变变成现一个有电源的可行的替代,我们必须能够提取大量的净能量。
萨里说,“然而重要的是科学上这是我们他们第一次证明了这是可能的,理论上他们知道这应该发生,但在现实生活中实验上从未被见过。所有其他的点是复杂的,但没有演出阻止者------这只是一个技术问题” 。
接下来会发生什么?
一位研究人员告诉《新科学家》杂志,与英国《金融时报》报告相同的流言以及初步数据一直在学术界流传,预计该结果将于12月13日被能源部正式证实。
在那之后仍有很多工作要被做。国家点火设施反应堆是一种基于激光的惯性约束聚变(ICF)研究装置,它用激光挤压等离子体。这是一个对磁性托卡马克装置不同的方法,磁性托卡马克装置是目前核聚变研究的最大领域,如此还不清楚这些机器是否能取得核聚变。
总的来说,一个可行的、能产生远远超过比它作为输入吸入的能量的能量的商业反应堆,长时间可靠地可能还需要几十年的时间。
核聚变将解决气候变化吗?
可能的不。如果我们能建造高效、可靠的核聚变反应堆,世界的能量需求就可以很容易被满足,而且没有不愉快的费物,因为核聚变的主要副产品是氦。
但要让这发生我们需要完善反应堆的工程,然后建造它们。虽然核聚变的物理原理现在已经被很好地理解,但涉及创建一个工作的反应堆的工程挑战是巨大的,而且目前的成本眼泪汪汪的高。
甚至尝试了并测试了我们已经依赖了几十年的核裂变工厂,要用大约5年的时间来建造。核聚变反应堆可能要用更长的时间。为了使全球变暖保持在1.5°C以下,世界必须立即的减少碳排放,到2030年将它们减少43%。虽然核聚变可能会在21世纪下半叶提供电力中起一个角色,但它不可能是当前气候危机的解决方案。
https://www.newscientist.com/article/2350921-nuclear-fusion-has-there-been-a-breakthrough-and-what-will-it-mean/?utm_source=onesignal&utm_medium=push&utm_campaign=2022-12-12-Nuclear-fusion-