激光“打靶”(資料圖)
開發核能
“國家點火裝置”投入科學實驗后,預計將于2010年至2012年間收獲首批重大實驗成果。
利用“國家點火裝置”實現可控核聚變是科學家眼下關注焦點。
與核裂變依靠原子核分裂釋放能量不同,聚變由較輕原子核聚合成較重原子核釋放能量,常見的是由氫的同位素氘與氚聚合成氦釋放能量。與核裂變相比,核聚變能儲量更豐富,幾乎用之不竭,且干凈安全。不過,操作難度巨大。
英國廣播公司說,當星體內部存在巨大壓力,核聚變能在約1000萬攝氏度的高溫下完成,然而,在壓力小很多的地球,核聚變所需溫度達到1億攝氏度。
“國家點火裝置”將寄望通過匯聚大功率激光束實現這一高溫。
摩西說:“當‘國家點火裝置’的所有激光束全力發射,它們將對目標產生1.8兆焦的紫外光能。”
由于激光脈沖持續時間只有數納秒,這相當于對準滾珠大小般的氫“燃料球”瞬間發電500萬億瓦,比全美用電高峰時期消耗的電能還多。
摩西說,整個過程將創造出1億攝氏度的高溫和數十億個大氣壓,使氫同位素的原子核聚變,產生比觸發反應所需能量多出數倍的核能。
“能量收益”
能否在核聚變過程中實現“能量收益”是問題的關鍵。英國廣播公司說,此前有實驗實現過核聚變,但未能使核聚變釋放的能量超過觸發實驗所需能量。
對此,摩西充滿信心。他說:“我們正在實現目標的路上——首次在實驗室環境中實現可控、持續的核聚變和能量收益。”
英國廣播公司說,“國家點火裝置”如果成功,核聚變釋放出的能量將達到觸發反應所需能量的10倍至100倍。
英國牽頭的高能激光項目(Hiper)同樣致力于核聚變能量的開發與利用。其項目負責人邁克·鄧恩說,“國家點火裝置”一旦成功,將“震撼世界”,這將標志著激光核聚變從物理學進入“工程現實”。
“這將解決基本物理學問題,”他說,“讓整個社會集中致力于利用這類能量。”
鄧恩指出,“國家點火裝置”每發射一次激光束需間隔數小時,僅能證明核聚變操作的科學性,卻不能滿足建造“激光核聚變動力工廠的需求”,后者可能每秒鐘需完成數次發射。
“這意味著(需要)一種完全不同的激光技術,”他說。(陳立希)
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