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核聚变迈出了一大步

时间：2022-03-25 08:16:47 来源：

聚变反应堆在巨大压力下加热氢同位素氘和tri的等离子体，直到它们的核克服排斥力并融合在一起。融合后，它们形成氦核，释放出多余的中子和大量能量。

聚变反应是恒星的动力，将是地球上最强大的清洁能源。当前有两个数十亿美元的设施试图实现稳定的聚变反应。法国的ITER聚变反应堆，以及加利福尼亚的国家点火装置（NIF）。

ITER将准备在2019或2020年对其聚变反应堆进行测试，并将通过将等离子燃料包含在强大的磁场中，然后用粒子束和无线电波对其进行加热来触发反应。

NIF已经开始测试其设计，它使用非常强大的激光脉冲来压碎充满等离子体的微小胶囊。不幸的是，它尚未实现任何显着水平的能源生产。

实际上，事实证明，最接近实现核聚变的组织的预算比ITER或NIF小得多。

新墨西哥州阿尔伯克基桑迪亚国家实验室的研究人员正按计划在2013年底之前对其反应堆进行测试，并寄希望于该反应堆达到收支平衡。收支平衡是该过程产生与触发反应所消耗的能量一样多的点，并且是实现完全核聚变反应的重要一步，可以为未来的地球提供动力。

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桑迪亚使用类似于NIF的方法，但是他们使用其MagLIF技术立即将燃料压碎，这一过程被称为惯性约束聚变，具有磁脉冲而不是激光脉冲。

该过程涉及在其Z机内部放置一个直径约7mm的小圆柱体，该圆柱体中充满氘和tri等离子体。Z机器是一个电脉冲发生器，能够在仅持续数毫秒的短脉冲中提供2600万安培的电流。当大电流沿着气缸壁流过时，它会产生一个磁场，该磁场会在气缸壁上施加巨大的力，从而立即压碎气缸并压缩内部的燃料。

经过初步测试，科学家发现Z机的功率不足以产生足够的热量来触发收支平衡反应。研究员Steve Slutz带领一个团队研究如何改善反应过程，并在各种计算机模拟的帮助下，发现了可以进行的三种改变，以增加反应的热量。

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他们将在更短的时间内（仅100纳秒）施加电流脉冲，以提高内爆速度。他们将在Z机发出脉冲之前用激光脉冲预热气缸内的燃料，因此反应的起始温度要高得多。他们会将圆柱放置在磁场中，以防止任何热量以带电粒子的形式逸​​出。

Sandias等离子物理学家Ryan McBride带领团队进行升级，并检查计算机模拟是否准确。

已经进行了第一个更改，可以在更短的时间内提供脉冲，McBride自豪地宣布“其性能达到了预期”。其他两项更改将在来年进行，他们希望在2013年底之前将所有三项更改放在一起，以实现收支平衡。

通过。Oilprice.com的James Burgess


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