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北京時(shí)間12月13日，美國(guó)能源部(DOE)和能源部國(guó)家核安全管理局(NNSA)發(fā)布公告，稱勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)團(tuán)隊(duì)首次在可控核聚變實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)的凈能量增益，即通過(guò)核聚變產(chǎn)生的能量比激發(fā)聚變所使用的能量更多。美媒稱，這是數(shù)十年來(lái)耗資數(shù)十億美元開發(fā)核能技術(shù)的重要里程碑，有朝一日有望為地球提供無(wú)限、廉價(jià)、清潔的能源。

核聚變的工作原理，是讓兩個(gè)原子核接受1億攝氏度或以上的極端高溫，使其聚合成一個(gè)新的更大的原子，釋放出巨大能量。但是，這個(gè)過(guò)程會(huì)消耗巨大的能量，所以核聚變能的使用難點(diǎn)是如何讓釋出的能量大于輸入的能量，并得到持續(xù)穩(wěn)定的能量。

12月5日，美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置團(tuán)隊(duì)用192束激光束，向一個(gè)微型燃料顆粒輸送了205萬(wàn)焦耳的激光能量，點(diǎn)燃核聚變?nèi)剂?，最終產(chǎn)生了315萬(wàn)焦耳的聚變能量輸出，實(shí)現(xiàn)凈能量增益，首次證實(shí)了慣性核聚變能(IFE)的基本科學(xué)原理和可行性。

美國(guó)能源部表示，要獲得簡(jiǎn)單、充足的慣性核聚變能，并將能源輸送給家庭和企業(yè)，仍需要許多先進(jìn)的科學(xué)與技術(shù)。美國(guó)能源部目前正在重啟一項(xiàng)廣泛協(xié)同的慣性核聚變能計(jì)劃。在私企投資下，推動(dòng)核聚變商業(yè)化快速發(fā)展將具備很大的動(dòng)力。

另?yè)?jù)《華盛頓郵報(bào)》報(bào)道，要想實(shí)現(xiàn)核能商業(yè)化仍面臨巨大的挑戰(zhàn)。首先，創(chuàng)造凈能量增益需要世界上最大的激光器之一的參與，并且需要大量的資源來(lái)重新建立所需的反應(yīng)規(guī)模，使聚變實(shí)際用于能源生產(chǎn)。更重要的是，工程師們還沒有開發(fā)出可實(shí)際操作的機(jī)器將反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化為電力，并部署到電網(wǎng)中。

科學(xué)家們還表示，建造足夠大能產(chǎn)生聚變能的設(shè)備，將需要極其難以生產(chǎn)的材料。與此同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生的中子會(huì)給產(chǎn)生它的設(shè)備帶來(lái)巨大的壓力，設(shè)備極有可能在這個(gè)過(guò)程中被摧毀。

核聚變反應(yīng)燃料是從海水中提煉的氫的同位素氘。每1升海水中所蘊(yùn)含的氘如果提取出來(lái)，發(fā)生完全的聚變反應(yīng)，能釋放相當(dāng)于300升汽油燃燒時(shí)釋放的能量，效率是化石能源的千萬(wàn)倍。沒有長(zhǎng)期的核廢料、沒有碳排放等特點(diǎn)，核聚變能被視為未來(lái)社會(huì)的“終極能源”。

參考資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)、中國(guó)新聞網(wǎng)

關(guān)鍵詞： 國(guó)家點(diǎn)火裝置 中國(guó)新聞網(wǎng) 工作原理