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激光行业一周焦点:世界最大激光器与国内外最新进展

  ——能源危机已成为全球共同的话题,近日世界最大激光器“美国国家点火装置”获得突破性进展,清洁核聚变能源有望走入现实。上周激光行业内,3D打印仍是关注的焦点。光韵达在上海成立子公司,正式进入3D打印领域;3D打印耗材展在珠海举办......

  1、世界最大激光器获突破

  世界最大激光器、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置(NIF)正距离其目标越来越近,显示了一个可持续核聚变反应装置正在由梦想逐步成为现实。但由于基础物理研究和工程技术的问题,要使核聚变达到能够稳定输出能量的水平,仍有显著障碍需要克服。

  中东的石油、南非的黄金……能源危机已经成为困扰人类发展的重要难题之一。据研究,地球数十万年积聚下来的石油、煤炭、天然气等化石能源总体上还可供人类使用100年左右。而当前使用的核能又因其巨大的安全风险,可持续性并不被人看好。因此,核聚变成为了人类畅想获取“取之不尽,用之不竭”的能源的最佳途径。

  依据激光核聚变原理制造的、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置(NIF)近日传来消息,在全世界聚变装置中获里程碑式突破。

  可控核聚变条件苛刻

  上个世纪40年代,德国核物理学家奥多·哈恩和莉泽·迈特纳发现了核裂变,但无论是利用该反应制造的核武器或是核电站,都因燃料本身以及反应产物产生的巨大辐射,令科学家不得不一直异常谨慎地对待它。

  与之相反,太阳释放出的巨大能量,由两个氢原子核合为一个氦原子核的聚变反应而产生。相较于裂变,每个核子释放的能量,也就是每千克聚变燃料释放的能量更多,而且地球上聚变燃料的储量更丰富,更重要的是,燃料以及聚变产生的辐射要远远小于裂变。

  只是,所有原子核都带正电,它们之间越接近,静电斥力也就越强,完成聚变最重要的条件就是克服这种力量。太阳因其高达2000万摄氏度的中心温度,以及在自身强大重力的吸引下形成的超高的压力状态,才使得核聚变得以发生并持续。要在地球上完成这一过程,因为引力太小,压力不够,核聚变需要在更高的温度下(这样的温度下物质处于等离子体状态)才能进行。这也是可控核聚变如此艰难的原因。

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