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强大的激光能解锁廉价的聚变能吗?

2024-09-10 23:19:33


研究核聚变(为太阳提供动力的反应)是否可以在受控环境中在地球上引发。


核聚变是将氢原子核融合在一起的过程,从而产生大量的能量。该反应产生的是氦气,而不是现有核电站中使用的裂变过程的长寿命放射性废物。


如果可以利用聚变,那么它有望在不产生二氧化碳的情况下产生充足的电力。


研究是否可以使用强大的激光点燃核燃料颗粒。


经过十多年的工作,2022 年底,研究人员取得了突破.科学家们进行了第一个受控聚变实验,从反应中产生的能量比引发反应的激光提供的能量更多。


虽然世界各地的物理学家都对这一突破感到惊叹,但科学家们花费的时间比预期的要长得多。


他们能源匮乏,他并不是说他们需要更多的零食,相反激光器的威力刚好足以点燃燃料颗粒。

更强大的激光器将使构建可以为电网供电的工作聚变反应成为可能。


10 到 12兆焦耳]是商业发电厂的最佳位置。


这样的激光束会以强大的一拳击中燃料舱。这就像将一辆以 60 英里/小时的速度行驶的 40 吨铰接式卡车的能量集中在厘米大小的胶囊上数十亿分之几秒。


有两种主要方法。用激光粉碎燃料颗粒属于惯性约束聚变的范畴。


另一种方法称为磁约束聚变,使用强大的磁体来捕获称为等离子体的燃烧原子云。


这两种方法都需要克服艰巨的工程挑战。


特别是,如何提取聚变过程中产生的热量,以便利用它做一些有用的事情,比如驱动涡轮机发电?


如何在保持聚变反应进行的同时管理能量取出的过程。


一个正在运行的聚变反应堆不会来得足够快,无法帮助降低二氧化碳排放和应对气候变化。


另一个挑战是聚变反应会产生高能粒子,这些粒子会降解钢或堆芯内衬的任何其他材料。


聚变行业的人并不否认工程挑战,但认为它们是可以克服的。






源:BBC

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