美建成世界最大激光器 所释能量将震撼世界
时间:2017-12-07

  科学网 - 美国建造的世界上最大的激光能量发布将震惊世界

  新器件将于6月份投入试验。它是否能够实现与新设备的融合成为现阶段科学家们关注的焦点。他们希望这种设备将可控融合转化为工程现实。

  据美联社报道,美国能源部计划于3月31日宣布,位于加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯国家实验室的国家点火设施已经完工。

  国家点火激光器占用大约一个足球场大小,由192个激光束组成。每个光束可以在千分之一秒移动1000英尺(304.8米),同时收敛在橡皮擦大小的目标上。

  国家点火计划的建设计划于20世纪90年代初,估计投资7亿美元,并于1997年启动。

  项目负责人爱德华·摩西(John Moses)说,在国家点火的192台激光器将产生美国罗彻斯特大学全球第二大激光器能量的60到70倍。

  摩西说,这是一个重要的里程碑。

  美联社说,国家点火设计最初的目的是帮助确保美国老化核武器的可靠性。

  国家核安全局局长托马斯·D·阿戈斯蒂诺说,激光的完成将确保美国在没有地下核试验的情况下确保核武库的持续可靠性。

  国家点火装置投入科学试验后,预计2010 - 2012年将收获首批重大试验成果。

  使用国家点火装置实现受控的核聚变是科学家的当务之急。

  与依靠核裂变释放能量的核裂变不同,核聚变释放能量,从较轻的核聚合到较重的核。氢气通常释放氘和氚冷凝成氦气的能量。与核裂变相比,核聚变能储备更为丰富,几乎取之不尽,清洁安全。但是,手术非常困难。

  英国广播公司说,当天体内部有巨大的压力时,聚变能可以在大约1000万摄氏度的温度下完成。但是,在非常弱的地球上,核聚变所需的温度达到1亿摄氏度。

  国家点火将期望通过会聚高功率激光束来实现这种高温。

  摩西说:当所有的国家点火激光束完全发射,他们将产生1.8兆焦耳的紫外线的目标。

  由于激光脉冲持续的时间只有几个纳秒,这相当于500个太瓦时的氢气燃料颗粒指向球大小的卫星,超过了美国用电高峰期的电力消耗。

  摩西说,整个过程将创造一个1亿摄氏度的温度和数十亿大气压的氢同位素原子核的融合,触发能量比反应需要产生更多的核能。

  能量收益

  问题的关键是在核聚变过程中能否实现能源效益。英国广播公司说,已经进行了实验来实现核聚变,但是没有使融合释放的能量超出触发实验所需的能量。

  摩西对这方面充满信心。他说:我们第一次正在实现在实验室环境中实现可控和持续的核聚变和能量产出的目标。

  英国广播公司说,如果国家点火成功,融合释放的能量将达到触发反应所需能量的10到100倍。

  英国领导的Hiper激光项目(Hiper)也致力于核聚变能的开发和利用。其项目负责人麦克·邓恩(Mike Dunn)表示,一旦国家点火系统成功,将震惊世界,标志着激光从物理学融入物理学。

  他说,这将解决基本的物理问题,让整个社区集中精力使用这种能源。

  邓恩指出,每次国家点火激光束发射都需要数小时的时间来验证聚变操作的科学性,但不能满足建立激光动力核聚变发电厂的需要,这可能需要完成几次发射每秒 。

  这意味着(需要)一个完全不同的激光技术,他说。

  美联社报道原文(英文)