转载-美国国家点火装置：能否终结能源危机

lionli1987

　　本报记者 张梦然

　　美国国度点火装置(NIF)，世界上最大的激光聚变机器，5月29日在美国利弗莫尔劳伦斯国度实验所举办落成仪式。它能发生相似恒星内核的热与力，使美国在无需核实验的情形下坚持核威慑力，并肩负着人们的干净能源之梦。

　　随同美国国度点火装置一同问世的是对其里程碑式的评价：“人类有史以来第一次在实验室里面取得核聚变能源”，“世界上体积最大能量最高的激光体系”，美国加州州长施瓦辛格不遗余力地在落成仪式上称其为加州和美国的巨大成绩，将有可能使美国的能源构造产生革命性变更，而施瓦辛格的原单位――好莱坞可就惨了，它的电影殊效不再稀奇，由于NIF在现实世界就能做到。

　　一时间乱花迷了人眼。

　　这个实验装置，也被称之为“人造太阳”。顾名思义，如此之宏大的能量,上海网站建设，主持方毕竟意欲作甚？其要害性技巧――核聚变，真的可一劳永逸的解决人类的能源需求？在多国倾力打造的国际热核聚变实验堆(ITER)如火如荼之时，NIF位置又是怎样的？在激光技术日新月异的今天，NIF能名副实在的称为“最大最强”吗？带着这些疑问，记者采访了中国科学院物理研究所的陈裕启研讨员。

　　记者：NIF的核心技巧是核聚变，一般性材料显示，1升海水所含的氘完整聚变所开释的能量相当于300升汽油燃料的能量。核聚变能源真可以说是“干净且无穷”吗？

　　陈裕启：我们可以简略地给出一个粗略的估量：雷同质量的核能大约是石化能源的百万倍以上，而自然界氘的含量大约是氢含量的万分之一。因此假如将一升水中的氘全体产生核聚变反响转化为能量，将比一升汽油燃烧所放出的能量大百倍以上。相对于核裂变能源而言，核聚变是“清洁的”，只涉及到短寿命的、低能量的放射性物质。而可发生核裂变的资料是有限的，裂变反映产物大多是长寿命的放射性物资。因此长期堆放的核废物的处置是一个严重问题。

　　记者：NIF的点火技巧被说得很“玄”，是由于受控核聚变的实现难度吗？这个障碍到底是什么？

　　陈裕启：核聚变固然可以放出宏大能量，实现受控核聚变条件是比拟刻薄的。核的半径大约是原子半径的十万分之一。要发生聚变反应，首先要战胜库伦排挤力，将核碰到一起。而库伦排挤力是平方反比律，间隔越短，排挤力越大。人们无法把持单个原子核的行动。为实现我们所须要的大批反响，可将聚变物资加温到很高的温度(通常要上亿摄氏度)，在必定的密度下，保持足够长的时间，这样核物资在发生多次库伦碰撞后，就有必定的几率产生聚变反映而放出能量。实现点火条件(即输出能量大于输进能量)请求密度和束缚时光的乘积到达一定请求。最轻易达到条件的是氘-氚反映，但氚是不稳固核，地球上没有，需要通过人工制作；最干净的氘-氦3反响，但反应条件相对更刻薄一点，而且地球上没有氦3。

　　而NIF的卖点在于其要成为“第一个突破平衡点的设施”，这个突破平衡点，指发生的能量大于启动它所须要的能量，即“能量增益”,颚式破碎机，这是半个多世纪以来核聚变工作者梦寐以求的目的。

　　记者：NIF与ITER有哪些不同之处？哪种的商用远景更为乐观？

　　陈裕启：聚变方法的原理不同。之前所说的受控核聚变实现点火条件请求时间与密度的乘积达到必定的条件。时光长、密度低的是磁约束，其密度要比固体密度小10个量级，但时间要足够长，到达1秒钟这个量级；时间短、密度高的是惯性约束，通常要达到固体密度的1000倍，时间却很短，为1个纳秒(10-9秒)。ITER是磁约束，而NIF属于惯性束缚，历史上我国的王淦昌先生曾独立地提出了惯性约束的思想。对于这两种束缚，各有优毛病，都有待于实验检验。

　　记者：国际或国内还有其它相似“人造太阳”的实验项目吗？

　　陈裕启：NIF能把约200万焦耳的紫外线激光能量聚焦于小小的氢燃料球，以这种量级的话，法国有相似的规划。就我国而言，从最初的神光一神光二神光三，都是此类的实验，现在正在打算的神光四，假如完成可能还须要十几年时光，到时可以到达与NIF同等的程度。

　　记者：外媒曾指出，NIF重要目标是辅助政府确保美国“老年”核兵器可靠性，最后才是建成一座核聚变发电站。这个说法耐人寻味，是NIF先着眼于一个短期目标，还是该实验确切意不在此？

　　陈裕启：在制止核兵器实验的情形下，实验室里模仿核兵器的进程能等同于这种测试。NIF项目耗资不菲，表达出为政府效率的“决心”自然也是应当的。但一般这样的大型试验装置，通常不止一个试验目的，在不同阶段它能完成不同的功用，比如NIF，现在它的温度和密度也容许它模仿外星球的环境，完成天体物理实验，因此也可以说这几个实验目的都兼而有之。

　　记者：那么请您综合评价一下NIF试验吧。

　　陈裕启：NIF的确是一个主要的、里程碑式的实验，它对极端超强激光下的各种物理进程供给了开展全面体系的研讨平台。对人们摸索研讨各种极端条件下的物理进程供给了辽阔的远景。对受控聚变来说，几小时打一次火的速率、激光的效力和光学元件的耗费等，让它离大范围商用而发生能源还有很长的路要走。
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