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美国加州劳伦斯利佛摩国家实验室在核聚变技术上取得重大进展。图为该实验室一名技术人员正在检查装置结构内的光学器件。 (美联社图片)

加州劳伦斯利佛摩国家实验室的核聚变装置「国家点火设施」。(美联社图片)

美国加州劳伦斯利佛摩国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL)的科学家,近日在核聚变研究取得重大里程碑。美国能源部12日表示,当地周二上午将宣布「重大科学突破」。英国《金融时报》披露,该实验室的核聚变反应炉达成了「能量净增益」,意味着对追求零碳能源迈出重大一步。

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核聚变(Nuclear fusion, 或称核融合)是一种核能,与现行核电厂使用的核分裂不同,它是由两个元素融合成一个新元素的过程,能量反应更为巨大,也正是太阳发光发热的原理。有关理论早在20世纪初期就已提出,1950年代已开始研究,科学家相信,有朝一日核聚变能够实现「人造太阳」,提供无限且更为清洁的永恒能源,以替代所有的高污染的化石燃料。

然而有关研究70年来仍然只停留在研究阶段,因为与太阳有极大引力的环境不同,要在地球上重现太阳内部反应,需要更高温度与更高压力,而重现极高温与极高压,本身就极耗能量,要是产出的能量低于输入的能量,这样的装置就毫无意义。

高能激光射击 创造高温高压

《金融时报》称, 劳伦斯利佛摩国家实验室(LLNL)科学家, 利用著名的「国家点火装置」(National Ignition Facility,NIF)进行实验, 以一种名叫惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion)的程序,以全球最大型的激光去射击氢电浆(HydrogenPlasma)微粒,将氢原子加热到超过华氏1.8亿度,并施加逾1,000亿倍于地球大气气压的压力,在燃料球上重现短暂的高温与高压,这种极端条件创造了一种被称为等离子体的物质状态,氢原子在这种状态下熔化,然后释放出大量能量,形成核聚变反应。太阳和其他恒星获得动力的过程与此相同。

报道引述实验室人员指出,在最近两周的实验中,「产生了大约2.5 百万焦耳的能量,超过2.1 百万焦耳供应能量」,实现了120% 的能量净增益。目前实验团队还在确定数据是否准确。

为世界带来崭新改变

《华盛顿邮报》援引两名知情人士证实这项进展。一名资深核聚变科学家说:「对我们大多数人而言,只是时间早晚问题。」一些科学家认为核聚变是未来的潜在能源,特别是因为它产生的废料很少且不会产生温室气体。国会众议员刘云平则称:「如果这样的能源融合突破性进展真有其事,可能为世界带来崭新改变。」

美国能源部与劳伦斯利佛摩国家实验室发言人表示,无法对于报道发表意见或加以证实,仅透露美国能源部长格兰霍姆(Jennifer Granholm)将在13日上午宣布「重大科学突破」;而劳伦斯利佛摩国家实验室发言人则回应,目前分析还在进行中,期待分析完成时能更多资讯。

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