#等離子體燃燒實現慣性聚變# 美國加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的Alex Zylstra和合作者在一項新研究中報告了核聚變中的等離子態物質自熱,這是使核聚變能量成為可行能源的一個里程碑。相關研究http://t.cn/A6i5ttSs 月27日發表於《自然》。

核聚變是原子核結合以釋放能量的反應,它有望提供可持續的能源。這是一個驅動恒星的物理過程,但在實驗室中很難重現這一過程,且需要使用的能量多於它能產生的能量。

實現核聚變能量淨發生器的關鍵步驟之一是燃燒的等離子體,其中的核聚變是熱能主要來源,需維持燃料的等離子態,令其溫度高到允許進一步的聚變反應。

Zylstra和同事報告了慣性約束聚變實驗中的這一狀態,其中聚變反應是由壓縮和加熱填充熱核燃料的靶丸啟動的。美國國家點火裝置(NIF)的實驗實現了使用192個激光束點燃等離子體,快速加熱並使內含200微克氘-氚燃料的靶丸內爆,達到了足夠高的溫度和壓力觸發自加熱聚變反應。

過去的嘗試都受限於控制等離子形狀的難題,從而無法避免擾亂激光束在等離子體內累積能量的方式,但Zylstra和同事改進了實驗設計,使膠囊可以容納更多燃料、並在包含等離子體時吸收更多能量。這些實驗產生的效能(最高產生170千焦耳能量)三倍於過去實驗的結果。

同一天,《自然—物理學》發表的一篇論文http://t.cn/A6iylGdX 也描述了實現這一成果的實驗設計優化。

圖1:NIF前置放大器內部的彩色加強照片。 圖片來自:Damien Jemison
圖2:NIF目標灣,它也是2013年電影《星際迷航:黑暗無界》中星艦企業號引擎室的取景地。NIF的192道激光束聚集在這個巨大球體的中心,使氫燃料顆粒內爆。圖片來自:Damien Jemison
報道全文:http://t.cn/A6i5ttSe

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