日前，被譽(yù)為“人造太陽”的美國國家點(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),。研究人員不惜代價不僅為了研究如何“駕馭太陽的能量”，這個計(jì)劃還承載著人類的清潔能源之夢,。
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”的核心裝置
在加利福尼亞州利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室,，一座神秘的建筑物仍在修建中,。過去十多來年，這個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)震動了科學(xué)界,。因?yàn)樽鳛槭澜缟系谝粋€能產(chǎn)生持續(xù)核聚變的反應(yīng)堆,，“人造太陽”一旦成功將改寫人類的歷史。
地球上造“小太陽”
現(xiàn)今人類可利用的最大,、最具商業(yè)價值的能源無疑是核能。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,，而且相對環(huán)保,。利弗莫爾國家點(diǎn)火裝置曾對媒體說：“太陽產(chǎn)生的光和熱抵達(dá)地球,，不會產(chǎn)生任何放射性的副產(chǎn)品，而且能長期高效的生產(chǎn),。如果把太陽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提供清潔能源的小太陽,。”
釋放1.3兆焦耳能量
目前,，這個“小太陽”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),。利弗莫爾國家點(diǎn)火裝置的一個科研組說,，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)一個只有花生大小卻包含氘和氚氣體的小球體,。這個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600萬華氏度,。
國家點(diǎn)火裝置主管愛德華·摩西說,，盡管這次試驗(yàn)沒有能夠達(dá)到太陽中心溫度2700萬華氏度,，也沒有引發(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，美國科學(xué)家有決心在2012年實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),。
意義
“人造太陽”研究惠及后代
要想實(shí)現(xiàn)核聚變?nèi)紵?，首先必須點(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,。
一旦這種核聚變成現(xiàn)實(shí)，國家點(diǎn)火裝置內(nèi)靶室的溫度會超過1億華氏度,，內(nèi)部壓力將超過地球大氣壓的1千億倍,。國家點(diǎn)火裝置主管愛德華·摩西說：“為了在實(shí)驗(yàn)室里產(chǎn)生核聚變?nèi)紵?，我們進(jìn)行了長達(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,，“人造太陽”試驗(yàn)的意義不言而喻,，“一旦我們掌握了實(shí)現(xiàn)太陽內(nèi)部核聚變的技術(shù)，我們的子孫后代將享受到科技發(fā)展帶來的飛躍,，能源短缺的時代將一去不復(fù)返,。”
