核聚变试验成功！多加一个磁性线圈，其能量输出可增加三倍

2022-11-29 09:34

劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）国家点火设施（National Ignition Facility）的一组研究人员发现，在一个装有少量氢燃料的圆柱体上覆盖一个磁性线圈，并向其发射激光，其能量输出将增加三倍——这是开发核聚变能源的一大进步。

该团队的成员描述了如何升级他们的设置以便引入磁线圈，研究已经发表在了《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

去年，在同一设施工作的一个团队宣布，他们比迄今为止的任何人都更接近于实现核聚变试验的点火。然而，他们无法重现他们的结果。此后，该团队一直在审查他们的原始设计，寻找使其更好的方法。最初的设计是向一个极小的圆柱体发射192束激光，圆柱体的中心是一个极小的氢球。这就产生了x射线，它加热球体，直到它的原子开始融合。研究人员进行了一些设计上的改进，包括改变激光穿过的小孔的大小，但它们只带来了微小的变化。为了寻找更好的解决方案，该团队审查了之前的研究，发现通过模拟，将圆柱体包裹在磁场中可以显著提高能量输出。为了将这一方案付诸实践，研究人员对由黄金制成的圆柱体进行了改造，因为把这种圆柱体放在强磁场中产生的强电流会将圆柱体撕裂，所以他们用金和钽的合金制作了一个新的圆柱体。他们还将气体从氢转换为氘（deuterium）（另一种氢），然后用线圈将整个装置覆盖上特斯拉磁场，最后启动激光。研究人员立即看到了效果的改善——球体上的热点增加了40％，能量输出增加了三倍。这标志着科研人员朝着这项工作的最终目标迈进了一步——创造出一种能产生比投入更多能量的核聚变反应堆。

该研究论文题为＂Increased Ion Temperature and Neutron Yield Observed in Magnetized Indirectly Driven D2－Filled Capsule Implosions on the National Ignition Facility＂，已发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，主要作者为J．D．Moody et al．。