太陽(yáng)之所以能量源源不斷，就在于它內部一直進(jìn)行著(zhù)大量核聚變反應。核聚變反應產(chǎn)生的聚變能具有清潔、廉價(jià)和可靠等特性，被視為理想的能源，但在地球上大規模復制太陽(yáng)內部的這一過(guò)程面臨諸多障礙。美國科學(xué)家首次通過(guò)實(shí)驗，證明一種名為“動(dòng)態(tài)成殼”的方法，或有助實(shí)現聚變能的大規模生產(chǎn)。相關(guān)研究論文刊發(fā)于最新一期《物理評論快報》雜志上。
自20世紀60年代初以來(lái)，科學(xué)家們一直在探索使用高功率激光在足夠長(cháng)的時(shí)間和足夠高的溫度下壓縮熱核材料以觸發(fā)點(diǎn)火的可能性，所謂“點(diǎn)火”指的是核聚變反應產(chǎn)生的能量大于輸入的能量。去年12月，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室的國家點(diǎn)火設施實(shí)現了點(diǎn)火，但大規模生產(chǎn)聚變能仍然存在諸多障礙?！ ?/p>
在傳統的慣性聚變能方法中，包含少量氫的同位素氘和氚的標靶被凍成球形外殼?？茖W(xué)家們隨后用激光轟擊外殼，將中央燃料加熱到極高溫度及高壓，到達一定條件時(shí)，外殼坍塌并點(diǎn)火，聚變反應發(fā)生。這一過(guò)程會(huì )釋放出大量能量，但一個(gè)聚變發(fā)電廠(chǎng)每天需要近100萬(wàn)個(gè)標靶，而目前使用冷凍分層制備工藝制備標靶的方法成本高昂，難以大規模生產(chǎn)?！ ?/p>
“動(dòng)態(tài)成殼”是一種制造標靶的替代方法：氘和氚液滴注入泡沫膠囊，受到激光脈沖轟擊時(shí)，膠囊會(huì )變成球形外殼，然后內爆并坍塌，導致點(diǎn)火。“動(dòng)態(tài)成殼”不需要使用冷凍分層技術(shù)，因為它使用液體標靶，而且這些標靶也更容易生產(chǎn)?！ ?/p>
在最新研究中，羅切斯特大學(xué)激光能量學(xué)實(shí)驗室的科學(xué)家首次通過(guò)實(shí)驗，證明了這種“動(dòng)態(tài)成殼”方法。最新實(shí)驗或證明了大規模生產(chǎn)可負擔的慣性聚變能的可行性。
