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我们正在接近实现融合力量的里程碑。

聚变能被公认为是产生清洁能源的未来技术,但是近年来,研究与开发已取得了巨大进步。众所周知,使用激光进行核聚变发电的中间里程碑是燃烧等离子体,但是美国国家核聚变设施的国家点火设施(NIF)宣布已达到这一里程碑。

截至2020年,地球上的大多数能源都是通过化石燃料获取的,但是除了有限的化石燃料之外,迫切需要开发可通过排放大量温室气体来替代的可持续能源。聚变能被认为是这些可能性之一。

聚变能是指通过融合光和原子或氢或氦等同位素的小核而获得的能量。在核聚变发电方面,有磁约束和惯性约束,它们通过产生强大的磁力线来捕获等离子体,而惯性约束是通过照射强大的激光作为燃料而引起核聚变的。几家研究机构正在以这种方式进行开发,计划在法国建造的国际热核聚变试验ITER采用了一种被磁场捕获的方法,但是要实现其目标和提高能源效率还有很长的路要走。

NIF从事惯性约束聚变动力。惯性密封方法通过在燃料表面上照射激光来产生等离子体,并同时利用激光的功率抑制膨胀的等离子体并引起爆裂。这种结构将燃料内部的轻元素与由此产生的高温和高压融合在一起。为了实现该方法,需要用强力的激光从各个方向精确地照射燃料。

在使用激光的聚变发电中,有一种直接用燃料照射激光的方法,但是NIF采用间接方法,其中加热一种小金属,并通过当时产生的X射线脉冲来加热燃料囊,并发生融合。

NIF自2010年以来一直在进行核聚变动力实验,但是在最初的三年中,它距离目标还很遥远,因为它一次只能从激光照射中获得1千焦耳的能量。至于当时的情况,研究团队透露他们严重依赖模拟。

研究团队升级了测试设备,并增加了一个中子探测器,以实现3D观察聚变反应发生的位置。此外,在跟踪能量泄漏,识别和解决问题以及进行初始激光照射时,温度升高很难缓慢压缩。研究小组提高了温度,使燃料囊吸收了更多的X射线能量。此外,胶囊材料从塑料改为更密实的钻石,以更有效地燃烧燃料。

由于这些年来的变化,NIF能够在单次激光照射下产生近60千焦耳的能量。 NIF表示,在不久的将来,它将计划连续照射和测量激光,以确定它与等离子体燃烧的距离有多近。该测量预计能量将接近100千焦耳。 NIF相信,一旦达到阈值,核聚变将变得更加容易。

融合能力是否将成为现实仍是未知的,但是要实现这一目标仍然有许多工作要做。它计划挑战各种想法,例如改变其形状或类型,或者更有效地捕获X射线能量的双壁燃料盒。相关信息可以在这里找到。

lswcap

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通过每月的AHC PC和HowPC杂志时代,他在网络IT媒体上观看了“技术时代”,如ZDNet,电子报互联网经理,Consumer Journal Ivers的编辑,TechHolic出版商和Venture Square的编辑。 我很好奇这个仍然充满活力的市场。

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