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NIF 发射 500 兆瓦激光,激光式核融合又更进一步

Andy Yang
2012 年 7 月 17 日, 早上 09:20


核融合
应当是目前世上为数不多投入、技术难度和潜在收获都无比高昂的先进科技之一,而在火力、核能都受到质疑,风力、太阳能等替代能源又不能完全替代上的今天,尽快将核融合技术推向实用,成为了间不容缓的课题。核融合需要将原料的原子核压迫、靠近到一定的程度,才能克服自然的互斥效果(原子核都带正电)让它们「融合」在一起,释放能量。在太阳中可以靠重力达成这个目的,但在地球上显然是无法产生像太阳那样的重力的,因此只能用增加原子核动能(即温度)的方式,让它们撞在一起。

目前主流的方法有两种,一个是用甜甜圈型的电磁场,将带正电的原子核(电子因为高热已经被扯离原子核,形成电浆)封闭在反应炉环状部份的中心,并且发生反应;另一个则是用高能激光点燃燃料球,利用燃球爆炸时瞬间产生的震波,促进燃料球内核融合的发生。NIF(国家点火设施)采用的技术正是第二种,经过这两三年来逐步的调整,终于达成了 192 条激光从四面八方同步发射,总输出 500 兆瓦的目标。这个瞬间功率是美国全国任一时候的用电的 1000 倍以上,而激光输出的总能量 1.85MJ 也是其他激光系统的百倍以上。

现在有了达到需求的激光,下一步就是真正的「点火」了。核融合其实本身并不困难(常有看到报导说有人在家中完成核融合实验),难的是让输出的能量大于输入的能量,使核融合能自行继续下去。在磁圈限制型的核融合炉技术碰壁的今天,NIF 的初次点火对于核融合的未来有着举足轻重的地位。包括英、法、俄、日、中等国都有建立实验型核融合炉的计划,而 NIF 的成败将是后续发展无比重要的关键。