美国破纪录核聚变,192束激光射向靶心!输出能大于输入能非偶然

有趣探索 2023-12-19 19:02:41

核能是地球世界最强大的能量之一,目前,人类已经掌握了核裂变技术,核裂变能得到了应用,核电站、核武器等,但遗憾的是核聚变能还没有完全掌握,包括中美俄在内的多个超级强国都在研究核聚变技术。

我国耗巨资打造了全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),让“人造太阳”持续了403秒,创造了新纪录,而位于美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)也正在进行史无前例的试验。

不得了,不得了,根据世界最著名科学杂志《自然》的科学论文,从2023年1月到2023年12月,美国LLNL已经成功实现了4次核聚变点火,两次输出能量大于输入能量,即Q值略大于1,10多年的努力变成现实。

为了让核聚试验能够早日成功,美国能源部火力全开,斥资4200万美元修建了三个惯性聚变能(IFE)国家研究中心,开始进行疯狂的核聚变实验,一次次实现“点火”,将人类核聚变实验推入新时代,所以输出能量大于输入能量并非偶然。

众所周知,我们的太阳无时无刻不在进行着强大的核聚反应,产生大量光热照耀着地球,是地球万物生存不可缺少的物质条件之一,人类的诞生也离不开阳光,核聚变实验就相当于“人造太阳”。

核聚变就是指多个轻原子核在反应过程中结合成重原子核,同时释放出巨大的能量,比核裂变释放的能量还要大得多。

氢的同位素有三种,氕H、氘D、氚T,氕H最轻,原子核内只有1个质子,无中子,氘D原子核内有1个质子和1个中子,氚T原子核中有1个质子和2个中子,氚氘聚变反应成氦四和一个多余的中子。

核聚变反应分为两种,一种是热核聚变,另一种是冷核聚变,热核聚变就是提高核聚变材料的温度,达到几百万℃以上,剥离环绕在周围的电子,当质子和中子相互接近到10^-15米范围时,发生核聚变反应。

冷核聚反应是在常温常压下进行核聚变反应,冷核聚反应目前还停留在假设阶段,既没有理论和相应实验支持,所以,我国的全超导托卡马克核聚变实验装置和美国国家点火装置内核聚变反应都属于热核聚变。

美国LLNL的美国国家点火装置(NIF)内部中心区域有一个悬挂在金圆筒内的金刚石胶囊,胶囊内装有氢同位素氘D和氚T的冷冻颗粒,它就是NIF的靶心。

NIF的工作原理就是使用192束激光射入靶心,众所周知,激光的温度很高能达到数万摄氏度,192束激光同时射向一个点,能达到热核聚变反应的条件,剥离电子,让质子和中子发生聚变反应。

2022年12月5日,NIF使用功率为2.05兆焦的激光射入靶心,引发核聚变反应,产生了3.15兆焦的能量,Q值为1.54,Q值首次实现大于1。

2023年,劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)成功实现了4次核聚变点火,2023年7月30日创下了破纪录,使用2.05兆焦耳的激光射入靶心,发生核聚变反应,释放出3.88兆焦耳的聚变能量,Q值达1.89。

2023年10月30日,LLNL工作人员再次使用2.2兆焦耳的激光照射装有氘D和氚T冷冻颗粒,输出了3.4兆焦耳聚变能,输出再次大于输入。

马上迎来2024年,劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的工作人员Kritcher表示,明年我们将进行四项实验,旨在配置更多新激光,进一步加强激光能量,让核聚反应发生更剧烈反应,输出更多能量。

我国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)也在努力试验中,曾让稳态高约束模式等离子体温度达1.2亿摄氏度持续了101秒,1.6亿摄氏度持续了20秒,截至2023年4月12日,EAST共进行122254次试验。

在2023年,EAST获得了重大突破,让稳态高约束模式等离子体运行了403秒,创造了新纪录,不过还是没有做到输出能量大于输入能量,这意味着中国核聚反应技术有待进一步突破。

31 阅读:9179
评论列表
  • 2023-12-21 10:43

    还是看好老美的核聚变先完成。听说老美的科学家领导来了不用敬酒。不用搞关系也不会降工资。可以更加专注的从事科研工作。

    网友 回复:
    GPT创始人就是听了你的话被董事会踢出局的 [笑着哭]
    我孙赵佩茹遛狗 回复:
    [得瑟]霍金都得去萝莉岛跑一趟,确实不用敬酒
  • 2023-12-20 10:12

    美帝没有说的是,这输入能量仅指激光能量,它没说这些激光能量仅是所输入电能的20%不到。因此其实它也没有突破。不过,还是得承认别人是比我们领先了。因为我们的成绩都是停留在亿度等离子体维持时间不断增长层面,其实没能在这温度下催生核聚变,哪怕能维持10年都没有用。我们最终要的是聚变,不是高温态维持时间。

    黑名单用户 回复:
    这你得问美帝,按我理解就是高压更难建立,尤其是当发生核聚变后,目前就没有材料可以承受这种温度,高压谈何维持?
    zzxgd 回复:
    美国这个只算了最后阶段的激光能量,实际上前面损耗的能量非常大,如果把整个过程算上去,能量比例远不如东方超环,目前完全没有商用价值,只有实验价值。
  • 龙彪 15
    2023-12-20 16:18

    核聚变的到来才是地球毁灭时刻,所产生的废热将会导致大幅度气温上升[笑着哭]

    new 回复:
    那只是个比喻,毕竟爱因斯坦说过,四战的武器一定是石器。能活到四战,这得多大的运气了?
    龙彪 回复:
    我文化水平很高,最高学位了,年轻人理性发言
  • 2023-12-20 22:41

    看到评论真绝了,一大堆人指指点点的[笑着哭]

  • 2023-12-22 22:37

    激光点火核聚变这个才是正途,最有可能实现,因为只有输出能量大于输入能量了才有价值,否则一切却是扯蛋,如果输出能量远大于输入时就能实现聚变发电了。

  • 2023-12-23 12:32

    将来人类真能搞出来这东西,八成也是美国先搞出来,全球的人才都跑美国去了,美国的科研条件又好。

    颜色 回复:
    只要不瞎,就能看到国内的发展速度
  • 2023-12-20 00:38

    美国激光点火技术的关键是用了超紫光和金箔,打出了正电子,降低了核聚变的反抗力,才容易造成核反应,我国的磁运行只需要在里面放置一个金箔网,就能产生q大于1的效果。一般固定一条空心金柱,然后用极紫激光照射最好。

    四楼楼长 回复:
    那叫金条!
    还踢球 回复:
    这九块九我捐了
  • 2023-12-20 16:37

    激光断续点火核聚变成功可能性大,温度容易控制。

    亚龙斯 回复:
    激光点火最大的难点是精控,不同方向激光聚焦在反应物上的时机,所以他们用了金胶囊固定,但金子贵,最近那次用了代替材料,能量释放减少了。
  • 2023-12-20 07:40

    激发激光的能量效率是多少?不算这个损耗?只说好听的?

    硕鼠硕鼠 回复:
    你这个是实用化才该考虑的问题,现在本身就是理论验证阶段,而且结果是正面的,目前还没到验证实用化价值的阶段。
  • 2023-12-21 12:29

    研制成功了,电就是白菜价,那才是新能源!淘汰所有煤发电!

  • 2023-12-20 22:43

    可控核聚变的难度从不在如何激发核聚变,而是如何约束高温等离子,常温超导材料一天不解决,可控核聚变就遥遥无期

  • 2023-12-21 18:36

    我也能坚持403秒的

  • 2023-12-22 13:48

    小编已经是很认真的在搞笑了[得瑟]

  • 2023-12-20 05:08

    为什么启动到结束这么短[呲牙笑]

    浅笑 回复:
    温度极高,短时间就能烧开水了,不用太长时间,能带动发电机就行。
    天使之翼 回复:
    [开怀大笑]为了喝口开水
  • 2023-12-20 23:39

    美国阿波罗登月就是个假货

  • 2023-12-21 07:30

    请问作者你见了吗?是不是信息的来源就靠西方那些媒体呀!如果是的话那就被骗了

  • 2023-12-22 01:21

    氢弹应该就是用激光点火吧![抠鼻][抠鼻][抠鼻]

    顺溜之 回复:
    氢弹用的铀235引爆。[吃瓜][吃瓜]
  • 2023-12-23 08:02

    违反中国法律,必须立即停止[好生气]

  • 2023-12-20 15:38

    这东西看着像章鱼博士的

  • 2023-12-20 12:55

    能怎么让核聚变一直运行啊

    新车上牌(惠州) 欧先生 回复:
    国内搞核能厂,美国搞核能机。国内车没电了,回厂充电。美国车放核能机,可以保持一直有电状态
    笑沧海 回复:
    激光打出聚变→聚变转化电能→电能又变激光
  • 2023-12-21 01:11

    激光点火也就能使靶心的材料发生聚变,第二个靶心还得再次点火,这频动性的装置不大靠谱,感觉托卡马克应该能不断添加材料维持连续反应,靠谱点儿。

    亚龙斯 回复:
    托卡马克用来做可控核裂变没有问题,核聚变难度很高。
    用户12xxx97 回复:
    感觉是最不靠谱的
  • 2023-12-20 23:43

    循环往复,能量无穷无尽的概念

  • 2023-12-21 07:56

    氢弹也是输入能远远小于输出能[呲牙笑]

    hx116300892 回复:
    把山顶一块万吨巨石推下万丈悬崖容易,但是保证巨石匀速下降安全平稳落地就不是一个概念了。
  • 2023-12-21 06:50

    美国是模拟核试验,但美国总是在武器实验中做的重大发明,像计算机、导航,最开始都是为了军用!

  • 2023-12-24 11:38

    美国这个只算了最后阶段的激光能量,实际上前面损耗的能量非常大,如果把整个过程算上去,能量比例远不如东方超环,目前完全没有商用价值,只有实验价值。

  • 2023-12-26 06:58

    之前看过一篇文章,中美两国的路线不同。美国是先解决正能量输出,再解决时间稳定性。中国是先解决时间稳定性再解决能量正输出的问题。

  • 2023-12-20 18:19

    逆天反人类的实验会造出神灵出来

  • 2023-12-20 18:13

    这样的文章不应该外露敢看吧

  • 2023-12-20 21:02

    还没达到403个小时之前 不要告诉这种事情

  • 2023-12-20 15:13

    能持续输出才是成功

  • 2023-12-20 19:48

    要不要我阴阳这群造假者

  • 2023-12-21 08:56

    磁约束装置的耗能才是大头吧

    小叶 回复:
    磁约束最大的能耗是在超导体上,只要解决常温超导体就可以解决能耗的问题。
  • 2023-12-24 19:00

    谁先商用谁为王

  • 美西这个装置就是个阴谋造假来的,引诱你花钱的!但是不跟又没话语权!

    Final Fantasy 回复:
    你这也太符合你的名字了吧
  • 2023-12-22 00:58

    最好别信美国放的屁,火箭载人登月跟苏联冷战的时候就上的去,苏联解体收割全球经济的时候就上不去了。

  • 2023-12-20 23:15

    什么时候把月亮点燃?

    小叶 回复:
    点燃木星都比点燃月亮容易。
  • 2023-12-21 05:56

    评论区都是顶级科学家[点赞][点赞][点赞]