@ 2017.12.18 , 14:00
23

激光技术为可控核聚变带来突破

研究人员宣称,采用最新的激光驱动技术,现在可以实现无需放射性燃料或产生放射性废物的核聚变反应。

我们说的的核反应类型是氢与硼的原子核发生融合,它不产生中子,因此在其主要反应中没有放射性。

激光技术为可控核聚变带来突破
氢——硼反应示意图。 Credit 新南威尔士大学(UNSW)

不利的一面,也是迄今为止我们最大的技术瓶颈:科学家为了成功引发连锁核聚变,需要比太阳核心高200倍温度的反应环境。

现在一个国际科学家合作团队找到了使用超强度激光脉冲来产生高温,同时压缩氢核和硼核的方法。我们离反应堆还有很长的路要走,但是我们始终未曾停下探索的脚步。

澳大利亚新南威尔士大学的首席研究员Heinrich Hora表示:“看到这些反应在实验和数值模拟中得到证实是最令人兴奋的事情。这不仅仅是因为它证明了我以前的一些理论工作,而且还测量了激光引发的连锁反应强度,它产生了比热平衡条件下高出十亿倍的能量输出。”

核聚变反应长久以来最有希望成为干净的、不会耗竭的能量来源,我们依靠现有理论和技术想法设法用聚变来取代核裂变反应:聚变反应中的原子不是被分裂,而是被结合在一起。

太阳上每天都在发生聚变反应,较轻的原子核被融合在一起,在难以置信的温度和压力的下形成较重的原子的核。尽管理论上听起来简单易行,但在实践中,这个过程被证明是极度困难的。

幸好,由于激光技术的最新发展以及Hora和他的同事进行的模拟和实验,研究人员认为有可能从激光束中产生一个“雪崩”聚变反应,此时的输出功率达到一兆万亿瓦每秒钟。

如果未来的研究没有发现这一方法的存在重大的技术障碍,科学家们认为,可以在十年内建成一个原型反应堆。

最新研究还表明,氢硼方法领先于其他类似技术,包括美国国家费米实验室的“点亮太阳”工程正在探索的氘-氚熔合(存在产生放射性废料的缺点)。

Hora说:“我认为这使得我们的方法领先于所有其他聚变能源技术。”

该团队已经制定了氢硼融合技术后续的路线图,使我们离实现可控的核聚变能源又近了一步。

虽然在技术优化和保持足够的稳定电力输出方面仍然存在诸多挑战,但如果这种新的技术能够发挥作用,效益将是巨大的。

HB11的常务董事Warren McKenzie说:“燃料和反应废料都是安全的,反应堆不需要热交换器和蒸汽轮机发电机,我们需要的激光器可以直接订购现货。”HB11拥有新技术的专利权,正在筹备进行后续的实验。

该研究已发表在Laser and Particle Beams。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


给这篇稿打赏,让译者更有动力
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.5
赞一个 (5)

+1

  1. 我次奥意
    @5 months ago
    3647588

    达文西 提供技术支持

  2. Sefuyilosu
    @5 months ago
    3647613

    在UNSW上了两年学。。不得不说教案的图真的是又准又好用。。

  3. 3647632

    核聚变,各方面都说了几十年了。就是看不到哪天可以真的成功。

  4. 脑子坏掉了
    @5 months ago
    3647642

    @PP:
    胜利就在眼前

    而你却看不到胜利

  5. 观测者
    @5 months ago
    3647677

    @PP: 快了

  6. 老阿訇
    @5 months ago
    3647691

    @PP: 还有50年

  7. 又发散了
    @5 months ago
    3647741

    泊松分布的期望始终相同,跟已经发生的事件无关,类似于等车的时候距离下一班车到来始终有5分钟

  8. 挣脱地平线
    @5 months ago
    3647788

    可控核聚变、人工智能、量子计算机,这三个实现民用了,共X主义真不是梦。

  9. superlurker
    @5 months ago
    3647820

    美国在搞这个,中国也有一套这个原理的,美国的那套坏了,修好要2000万美刀,美国人郁闷了。

  10. CoolSnake
    @5 months ago
    3647851

    美国人经过计算,觉得100万焦耳的能量就能点火,但是建成后发现即便是180万焦耳也不能点火,更郁闷的是有些部件已有损伤,输出很难达到一百万焦耳以上了。这意味着,美国的国家点火装置可能永远无法实现点火了,呵呵!下次看看中国的神光能不能点火成功,神光的能量比美国国家点火装置强得多。

  11. 3647886

    如果能通过核聚变反应提供能源对中国的未来非常重要。
    中国现的能源供应是非常不可靠的,海湾地区国家虽然能够提供给中国的石油,但如果中美发生冲突,在美国的压力下他们有可能切断对中国的供应。
    再说俄国的油,俄罗斯虽然目前在表面上与中国关系很好,也不惧怕美国的压力。但俄罗斯并不希望有一个强大的邻居。如果有机会一定会出手,给中国下绊子。如果中国与美国冲突,俄罗斯肯定会借机给中国捣乱。前段时间洞朗的冲突中。俄罗斯表现出来的态度可见一斑。
    总而言之,中国的能源应该由自己提供,自己掌握。这才不会把命脉掌握在别人的手中。
    中国应该大力发展核电,同时加强对页岩油、可燃冰开采,地热发电等技术的研究,而核聚变应该是远期的目标。

  12. 内裤也是裤子
    @5 months ago
    3647904

    虽然是母校,但是UNSW的核巨变科研成果还是算了吧。澳洲连核聚变实验堆都没有,天天撸paper伤身的。世界核聚变的技术只能等着中国

  13. 3647942

    不是原子核越小越容易聚变,越大越容易裂变嘛……这个氢硼聚变应该会比重氢困难吧?不如先试试不可控核聚变?

  14. 3648004

    @极光: 键盘专家又开始发表高论了

  15. balala233
    @5 months ago
    3648154

    @CoolSnake: 接着编 iter才是最新的聚变核反应堆 现在能实现净能量产出的 十年内 只有iter 在意大利 多国包括中国联合做的

  16. aficionado
    @5 months ago
    3648170

    这么说 这个是真的不用烧热水咯

  17. 3648259

    中国的托卡马克EAST去年是5000万度,102秒。ITER也主要是中国的资金在推着这群人再弄。现在知识吸收得差不多了,新的CEFTER正在推进当中,2030年估计原型机能够实现发电。2050年组网。美国的国家点火装置费钱,还点不燃。德国的仿星器?对不起,2000万度差不多了。鉴于煎蛋基本都是哈美哈日的蠢蛋居多,虐一虐心也挺好的

  18. 3648261

    @挣脱地平线:
    X产主义重点是人类的精神欲望,物质条件不是最重要因素。可以肯定地说,以人类目前的素质,共X主义只是妄想。理想国还比较有可能实现(睿智,无私的AI国王)。

  19. 123一二三
    @5 months ago
    3648369

    @挣脱地平线:
    人性中的贪婪,自私是千万年来进化的结果,短时间是改不了。基因工程倒是很有希望实现X产主义。

  20. 3648449

    只能看出一个小错误“一兆万亿瓦每秒钟”w=j/s,所以一兆万亿瓦即可

  21. Spector
    @5 months ago
    3648482

    只要裆愿意,共X主义明天就可以实现,与科技没有半毛钱关系

  22. 十块一夜
    @5 months ago
    3648927

    @黑猫: 有呀!氢弹不就是嘛

  23. 凳子虎
    @5 months ago
    3648933

    激光核子小手枪不是梦

发表评论


24H最赞