日前,，被譽(yù)為“人造太陽(yáng)”的美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)完成了首次綜合點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)——192束激光系統(tǒng)發(fā)射的能量打造出600萬(wàn)華氏度高溫，這相當(dāng)于恒星或大行星核心的溫度,。NIF作為全球最大的激光核聚變裝置，從1997年開(kāi)始建造起已經(jīng)花掉了納稅人35.5億美元(約合人民幣235億元),。研究人員不惜代價(jià)不僅為了研究如何“駕馭太陽(yáng)的能量”,，這個(gè)計(jì)劃還承載著人類(lèi)的清潔能源之夢(mèng),。
目標(biāo)靶室由厚達(dá)10厘米的鋁板制成
工人向目標(biāo)靶室內(nèi)裝填“人造太陽(yáng)”的核心裝置
在加利福尼亞州利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，一座神秘的建筑物仍在修建中,。過(guò)去十多來(lái)年,，這個(gè)龐大的建筑物一直是環(huán)保主義者關(guān)注的焦點(diǎn)。然而,，11月2日,，這里進(jìn)行的一次點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)震動(dòng)了科學(xué)界。因?yàn)樽鳛槭澜缟系谝粋€(gè)能產(chǎn)生持續(xù)核聚變的反應(yīng)堆,，“人造太陽(yáng)”一旦成功將改寫(xiě)人類(lèi)的歷史,。
地球上造“小太陽(yáng)”
現(xiàn)今人類(lèi)可利用的最大、最具商業(yè)價(jià)值的能源無(wú)疑是核能,。核電站利用核能的原理是核裂變,，即在高溫高壓狀態(tài)，把鈾或钚等重原子分裂成輕原子,，導(dǎo)致其釋放大量能量的核反應(yīng)方式,。但是國(guó)家點(diǎn)火裝置利用核能的方式則反其道而行之，不是核裂變,，而是核聚變,。核聚變是指由質(zhì)量輕的原子，主要是指氘或氚,，在高溫高壓下,，發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核,，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式,。太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱就是利用核聚變產(chǎn)生的能量。
與核裂變相比,，核聚變不僅安全，而且相對(duì)環(huán)保,。利弗莫爾國(guó)家點(diǎn)火裝置曾對(duì)媒體說(shuō)：“太陽(yáng)產(chǎn)生的光和熱抵達(dá)地球,，不會(huì)產(chǎn)生任何放射性的副產(chǎn)品，而且能長(zhǎng)期高效的生產(chǎn),。如果把太陽(yáng)換成我們正在研究的核聚變反應(yīng)堆,，就等于在地球上建造了一個(gè)提供清潔能源的小太陽(yáng)。”
釋放1.3兆焦耳能量
目前,，這個(gè)“小太陽(yáng)”已經(jīng)初具規(guī)模,，并且已經(jīng)進(jìn)行了令人鼓舞的試驗(yàn)，獲得了寶貴的試驗(yàn)數(shù)據(jù),。利弗莫爾國(guó)家點(diǎn)火裝置的一個(gè)科研組說(shuō),，11月2日他們向核聚變反應(yīng)堆中心發(fā)射192束激光束,，用它們瞄準(zhǔn)一個(gè)只有花生大小卻包含氘和氚氣體的小球體。這個(gè)小球體釋放的能量高達(dá)1.3兆焦耳,，其核心最高溫度大約是600萬(wàn)華氏度,。
國(guó)家點(diǎn)火裝置主管愛(ài)德華·摩西說(shuō)，盡管這次試驗(yàn)沒(méi)有能夠達(dá)到太陽(yáng)中心溫度2700萬(wàn)華氏度,，也沒(méi)有引發(fā)期待中的持續(xù)性核聚變反應(yīng),，但這些試驗(yàn)結(jié)果依然非常振奮人心。摩西還稱(chēng),，美國(guó)科學(xué)家有決心在2012年實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),。
意義
“人造太陽(yáng)”研究惠及后代
要想實(shí)現(xiàn)核聚變?nèi)紵紫缺仨汓c(diǎn)燃由氫的同位素氘和氚構(gòu)成的特殊燃料,。
20世紀(jì)70年代,，科學(xué)家開(kāi)始利用強(qiáng)大的激光束進(jìn)行試驗(yàn)，壓縮和加熱氫的同位素,，使其達(dá)到熔點(diǎn),，這一技術(shù)被稱(chēng)作慣性約束核聚變。激光發(fā)射器的作用就是促使這種核聚變快速和持續(xù)產(chǎn)生,，包含氘和氚氣體的目標(biāo)物受到外部的刺激后,，將發(fā)生爆炸形成沖擊波，進(jìn)一步加快目標(biāo)物核心的燃燒,，這種燃燒的持續(xù)性也更長(zhǎng),。
一旦這種核聚變成現(xiàn)實(shí)，國(guó)家點(diǎn)火裝置內(nèi)靶室的溫度會(huì)超過(guò)1億華氏度,，內(nèi)部壓力將超過(guò)地球大氣壓的1千億倍,。國(guó)家點(diǎn)火裝置主管愛(ài)德華·摩西說(shuō)：“為了在實(shí)驗(yàn)室里產(chǎn)生核聚變?nèi)紵覀冞M(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)10年的研究,。目前利用核聚變或核裂變產(chǎn)生能量的核電站,，在過(guò)去50多年已經(jīng)讓發(fā)電量大幅增加，但迄今仍未證明利用氘和氚氣體融合后持續(xù)燃燒產(chǎn)生能源的方法可以投入使用,。”因此摩西說(shuō),，“人造太陽(yáng)”試驗(yàn)的意義不言而喻，“一旦我們掌握了實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)內(nèi)部核聚變的技術(shù),，我們的子孫后代將享受到科技發(fā)展帶來(lái)的飛躍,，能源短缺的時(shí)代將一去不復(fù)返。”
