美国国家点火装置成功模拟核聚变反应实验条件

最近，美国国家点火装置（NIF）项目的科学家攻克了点火装置中两个关键难题，如太阳般的极端高温以及均匀的、使标靶不会失形的压力，从而演示了在激光驱动下产生核聚变所需的条件。研究结果发表在近日出版的《物理评论快报》上。 bW
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　　与核裂变相比，聚变反应能产生同样巨大的能量但核废料却更少。NIF的目标是实现聚变反应，最终用来生产可持续的清洁能源。NIF科学家们正在研究的是一种惯性约束聚变（ICF），即在高能激光热量和压力条件下的聚变，将一个一英寸（约2.5厘米）见方的金质燃料芯块（称为“黑体辐射空腔”）作为氢同位素原子核发生聚变的场所。ICF反应的目标是获得点火，让聚变反应内部的燃料芯块所产生的能量，比激光引发反应时所提供的能量高10至20倍甚至更高。 }?6gj
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　　在最近的实验中，NIF科学家获得了类似太阳的极端高温以及均匀、使标靶不会失形的压力。他们用一种直径2毫米的塑料小球代替了金质黑体辐射空腔，将192束激光聚集在含氦元素的塑料球上，所产生的巨大热量中近90%转换为X射线，使温度达到360万摄氏度。在这一温度下，2毫米直径的塑料球各向均匀收缩为只有1/10毫米。 ,C^u8Z|T  
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　　NIF副主管爱德华·莫斯表示，新实验已经模拟出聚变反应发生的实验条件，比以前更加切实可行，并有望在明年上半年进行真正的演示。研究人员目前正在对含有不等量氘和氚的小球进行测试，以检验不对称向心聚爆的可行性，以实现最终的点火。 9$ixjkIg  
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　　尽管实验条件看起来相当成熟，但真正的点火跟实验还有些不同。真正点火时，燃料芯块中用的不是氦而是铍元素，并包含了氢同位素氘和氚。激光产生的X射线使铍产生一种向内的向心聚爆，将震波传给氢同位素，进一步提高氘和氚原子核的温度，达到临界点后，它们才会克服彼此的斥力而聚合在一起。