據英國《每日郵報》報導在2010年11月15日美國加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的科學家，宣佈被稱為“人造太陽”的美國國家點火裝置（NIF）於11月2日進行了綜合點火實驗—192束鐳射射向一個包含了氘氣和氚氣的玻璃管，最終釋放出的能量高達130萬兆焦，其中心最高輻射溫度達600萬華氏度（約316萬攝氏度），相當於恒星或大行星核心的溫度，太陽中心的溫度為2700萬華氏度。
英國媒體表示，儘管由於其自維持聚變反應堆沒有點燃，NIF這一實驗還不算真正意義上的點火實驗，但科學家對NIF的未來充滿信心。NIF的主管艾德·摩西表示：“所有實驗結果都令人振奮。”在過去幾周時間裏，科學家已經進行了一系列關鍵性實驗，科學家希望NIF于2012年點火成功。
NIF是全球最大的鐳射核聚變裝置，也將是首個產能大於耗能的鐳射核聚變裝置。進行該專案的科學家致力於通過在地球上建造“人造太陽”來“駕馭太陽的能量”。該專案從1997年開始建造，2009年5月29日竣工，整個計畫耗資22億英鎊（約合人民幣235億元）。
NIF會將192條雷射光束集中於一個花生米大小裝有重氫（氘和氚）燃料的目標上，把燃料加熱到1億攝氏度，並施加足夠的壓力使重氫核發生聚變反應，釋放的能量將是輸入能量的15倍還多，將可以模擬出同恒星內部或核爆炸一樣強烈的溫度與壓力。
核聚變實驗是模擬太陽內部的核反應。NIF的發言人稱，儘管聚變也是一個核過程，但是，它不同於核裂變，因為核聚變反應的副產品只有氦氣和中子，而沒有放射性物質。另外，其燃料來源也非常豐富，氘可以從海水中提取，氚可以從土壤中常見的金屬鋰中提取。NIF的官員估計，核聚變發電站將於2020年開始發電，到2050年，美國大約四分之一的能源將來源於該核聚變發電站。
2010年11月18日在美國加利福尼亞州的利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置(NIF)建設地點，科學家正在向建全球首個可持續聚變反應堆----被稱為“人造太陽”的目標邁進。通過過去幾週進行的一系列主要試驗，這項耗資22億英鎊(35.49億美元)的項目又向成功在2012年點燃可操作性聚變反應邁進了一小步。
據利弗莫爾國家點火裝置的一個科研組說，11月2日他們朝該反應堆中心發射192束雷射光束，用它們瞄準一個包含氚和氘氣體的玻璃目標物。它釋放的能量高達1.3兆焦，這打破了世界紀錄，其核心的最高溫度大約是600萬華氏度。與之相比，太陽中心的溫度是2700萬華氏度。
然而這項最新試驗並沒引發可持續性聚變反應，不過國家點火裝置的科學家對它的未來充滿自信。國家點火裝置主管愛德·摩西說：“這些試驗結果非常振奮人心。它們讓我們相信，我們一定能實現氘-氚核聚變目標物裡的點火條件。”這些研究人員自1997年該設施開始建設起，就一直在從事這項工作。他們希望能在2年內使可持續性核聚變反應變成現實，這一成果將對地球具有重大意義。
據國家點火裝置的官員估計，核聚變反應堆版本的發電站原型將在2020年開始運行，到2050年將有幾乎四分之一的美國能量是由核聚變能提供的。國家點火裝置是美國能源部國家核軍工管理局(NNSA)的構想，是世界上最大的鐳射科學建設項目。在國家點火裝置內部是130噸重的目標靶室，192個雷射器發射的中子，最終將會引發核聚變反應。
目標靶室裡的洞的直徑是10米，用30釐米厚的混凝土掩埋，使192束鐳射可以進入靶室內。這一過程被稱作正在進行的慣性約束核聚變(ICF)，一旦反應堆被點燃，它將促使目標材料(由一個玻璃球盛放的材料)裡產生空前高溫和高壓。靶室裡的溫度將會超過1億華氏度，內部壓力將超過地球大氣壓的1千億倍。這些條件與恆星和巨型行星核心的環境更加類似，而不是位於舊金山東部的一個國家機構裡的科研裝置。
國家點火裝置是一個面積是足球場的3倍的10層樓高的建築物的所在地，它不僅是美國能源學家，而且是全球能源研究人員的一個長期夢想。國家點火裝置的一位發言人說：“為了在實驗室裡產生核聚變燃燒和增益進行的長達10年的研究，促使國家點火裝置的構想誕生。目前利用核聚變或原子裂變產生能量的核電站，在過去50多年已經大大增加了發電量。但是迄今仍未證明利用核子融合燃燒和增益產生能源的方法是可行的。”
這位發言人說：“要想發生核聚變燃燒與增益，首先必須'點燃'由氫的同位素氘和氚構成的特殊燃料。20世紀70年代，科學家開始利用強大的雷射光束進行試驗，壓縮和加熱氫的同位素，使其達到它們的熔點，這一技術被稱作慣性約束核聚變。利用雷射光束快速加熱，導致目標物的最外層發生爆炸。根據牛頓的第三定律，目標物的剩餘部分在強烈內爆的驅使下，內部的燃料受壓縮，形成一個衝擊波，這會進一步加熱中心區域的燃料，導致可持續性燃燒，即已知的點火。”
計算機自動控制集成系統所在地國家點火裝置控制室，是模仿德克薩斯州休斯頓美國宇航局的任務控制中心建設的，它是有史以來為科學儀器設計的最複雜的自動控制系統之一。國家點火裝置的一位發言人說：“它的850台電腦使雷射光束的間隔不超過50微米。”
核裂變能是核電站採用的形式，迄今為止它已引發了眾多事故，例如1986年的切爾諾貝利核洩漏事故。然而核聚變能與前者不同，它不僅安全，而且相對還很環保。國家點火裝置的一位發言人說：“儘管核聚變是一種核子過程，但是它與裂變過程不同，因為核聚變反應不產生放射性副產品。核聚變能非常有希望成為一種長期的未來能源，因為核聚變所需的燃料在地球上比較豐富，而且它產生的能源比較安全和環保。”
這位發言人說：“氘是從海水裏萃取出來的，氚來自金屬鋰，這是土壤裡的一種常見元素。一加侖海水可提供相當於300加侖汽油產生的能量，50杯海水產生的燃料所含的能量，相當於2噸煤。核聚變電站將不會產生碳，而且生成的放射性副產品也比當前的核電站更少，儲存方法也更簡單。核聚變電站的核反應堆失控或'坍塌'，也不會造成危險。因此，核聚變能將對環境和經濟都有利。國家點火裝置只是第一步，要達到這個目標，科研人員還要進行更多研究和技術開發工作。”
“人造太陽”技術可行性高、應用前景廣闊，實際上，除了美國的“人造太陽”計畫，中國、俄羅斯等世界大國目前都在研究類似“人造太陽”的核聚變技術。國家點火裝置“人造太陽”中的核反應爐目標物是氘和氚，氘可以利用並不複雜的技術，從海水裏萃取；氚在金屬鋰中存在，鋰則是土壤裏的一種常見元素。
所以氘和氚在現實中的開採和利用，相比核裂變要使用到的鈾或鈈更為簡單易行。更為重要的是氘和氚沒有鈾或鈈那樣劇烈的放射性，未來使用它們做反應堆生成的放射性副產品，也比當前核裂變核電站少。
| 歡迎光臨 SAY討論區 (http://say.go2tutor.com/) | Powered by Discuz! X2 |