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世界上首个2兆焦能量的紫外激光问世

导读: 世界最大激光器、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置(NIF)近日所发射出的激光在经过最后一个聚焦透镜后,达到了2.03兆焦,在一举打破纪录的同时,也成为世界上首个2兆焦能量的紫外激光。

  据《自然》杂志网站及美国物理学家组织网3月22日(北京时间)消息称,世界最大激光器、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置(NIF)近日所发射出的激光在经过最后一个聚焦透镜后,达到了2.03兆焦,在一举打破纪录的同时,也成为世界上首个2兆焦能量的紫外激光,其最终投向靶室的192束激光束射出了1.875兆焦(MJ)的能量。尽管超过了其1.8兆焦的设计能力,但激光系统并未有多余的损坏。

  NIF位于加州劳伦斯•利弗莫尔国家实验室,自2009年5月落成以来一直无人能挑战其世界上最大的激光聚变机器的身份。它能产生类似恒星内核的热与力,设计目的是使美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。但在军事用处及探秘宇宙天体外,也一并肩负了伟大的清洁能源之梦超高能量的紫外激光聚焦于小小的氢燃料球,有望让人类于实验室里取得核聚变能源,一种近乎“取之不尽用之不竭”的清洁能源,这在以前是想都不敢想的事。

  2010年10月,NIF完成了其首次综合点火实验,激光系统向低温靶室发射了1兆焦激光能量,这已经是当时世界第二大的罗切斯特大学激光实验能量的30倍之多。而近日,其再次打破了自己的纪录。据NIF主任埃德•摩西介绍,2.03兆焦的激光在经过光学损耗后,射于靶室正中心的为1.875兆焦,激光部件的损坏小于模型测试,且激光器在36小时之后又可以再次发射出创纪录的一击。不过,本次实验只为证明性测试,目标靶室是空的,但究其意义仍不失为聚变能源探索之路上的一座里程碑。

  研究人员不肯透露何时会将这种能级的激光射向装有燃料的聚变舱。而在真正“点火”中,即是将强烈激光射向燃料小球,聚变舱的内部瞬间压缩,致使燃料球发生爆裂引起燃料发生的核聚变反应产生巨大能量。NIF的研究人员曾指出,该激光器就是成为第一个突破平衡点的设施在聚变反应中,产生的能量大于所消耗的能量,实现“能量增益”,完成聚变点火。

  极客网站Geekosystem在报道该事件时发表评论称,尽管目前人类距离拥有“死星”(《星球大战》中能够摧毁一颗行星的超级武器)的能量还有相当长的路要走,但2兆焦激光“点火”的实现,还是让技术发展向实现可控核聚变更近了一步。

  美国国家点火装置是兼顾了“国家安全利益与科学发展”的典范。它初衷是用来模拟核爆,这家伙加上本文中一笔带过的罗切斯特大学激光器,都是美国“无爆炸核试验”不可或缺之部分。但这套配置也有较高的可用增益,让人们广泛注意到它更具魅力的一点实现核能发电只要每秒钟能发生三四次那种小燃料球内的爆炸,且给它连续不断地爆下去,释放的能量就媲美百万千瓦级的发电站了。现在的激光能量即便已强大到可怕,但我们看那个二次点火的时间,离目标还远着呢。要以此来改变世界能源困局,或是改变世界能源格局,皆路漫漫兮。

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