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融合盈亏平衡点非常接近国家点火设施

时间：2022-04-03 12:16:37 来源：

国家点火装置（NIF）的研究人员说，他们已经遇到了许多严峻的挑战，最终导致了实现聚变点火所需的高度稳定，精确定向的内爆。NIF参与了由能源部劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）领导的一项合作项目，报告说，至少有一个重要的障碍需要克服。

困扰其他所有人的事情都是一样，粉碎燃料就像是用拳头挤压气球一样，很多燃料或气球从下部和约束较少的区域挤出来。

国家点火装置激光放大器。

点燃（以另一种方式表示盈亏平衡）具有高能量产出的自持聚变反应的梦想，就像在地球上形成微型恒星一样。NIF项目是一个多机构的工作，其中包括来自罗切斯特大学激光能量学实验室，通用原子，洛斯阿拉莫斯国家实验室，桑迪亚国家实验室和麻省理工学院的合作伙伴。

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几周前，该组织被大众媒体以一种令人恐惧的混乱感吸引，他们的报道不那么出色，这给他们的成功带来了很大的怀疑。奇怪的是，3月收到的小组研究报告在同行评审之后于6月被接受，并于7月底发表在《等离子体物理》杂志上。新闻稿仅在上周一发布。哇，那要迟了几个月。无论如何，进步要比有线服务作家好得多，各种各样的大众媒体故事也取得了进步。

为了达到点火（定义为聚变反应产生的能量多于引发它的能量的点），NIF同时在低温冷却的圆形腔内以十亿分之一秒的脉冲同时聚焦192个激光束（德语单词） （对于“空心房间”），是一个空心铅笔笔形的圆柱体。球形内有一个球形的胶囊，里面装有两个氢同位素氘和tri（D-T）。统一的激光束为大炮提供了1.8兆焦耳的能量和500兆瓦的功率，这是美国在任何时候使用的功率的1,000倍，从而产生了一个“ X射线烤箱”，使DT舱的温度和压力都与之相似。发现在太阳的中心。

NIF惯性约束聚变和高能密度科学副主任约翰·爱德华兹（John Edwards）解释说：“我们要做的是使用X射线以非常可控的方式炸毁胶囊的外层，从而使DT将颗粒压缩至恰好合适的条件以引发融合反应。在我们的新评论文章中，我们报告说NIF满足了许多被认为是实现点火所必需的要求-沙包内足够的X射线强度，向目标的精确能量传递和所需的压缩水平-但至少有一项主要要求障碍仍然有待克服，胶囊的过早破裂。”

在本文中，Edwards及其同事讨论了他们如何使用NIF开发的诊断工具来确定问题的可能原因。“在一些点火测试中，我们测量了释放的中子的散射，并在D-T囊周围的不同点发现了不同的强度信号，”爱德华兹说。“这表明壳的表面不是均匀光滑的，在某些地方，它比其他地方薄和薄。在其他测试中，发出的X射线光谱表明D-T燃料和胶囊混合过多（这是流体动力学不稳定的结果），并且可以使点火过程淬灭。”

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有很多要检查和改进的地方。激光必须在正确的时间准确关闭，准确地正确聚焦在目标上，使目标均匀分布，以使内部的燃料得到适当压缩和加热。那是对在很小的时间内在一小块材料上涉及大量能量的事物的最简单的解释。

爱德华兹（Edwards）说，研究小组将精力集中在NIF上，以确定不稳定性的确切性质，并利用所获得的知识来设计改进的坚固胶囊。他说，实现这一里程碑应该为进一步推进实验室点火扫清道路。

那可能是收支平衡事件的最后一步。到目前为止，人类仅能控制爆炸内部的融合盈亏平衡点。谁先完成，将证明许多想法可以使聚变燃料达到盈亏平衡。然后，工程竞赛将开始。

它会发生。某个地方，也许很快。

通过。布莱恩·韦斯滕豪斯

资料来源：http://newenergyandfuel.com/http:/newenergyandfuel/com/2013/09/25/close-to-a-fusion-breakeven-breakthrough/


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