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核聚变能源的科学研究

发表时间：2024-08-18 18:33:30 来源：网友投稿

核聚变的启动能量来源也是核聚变中也是很重要的，自从1994年被称为“国家点火设施”的激光核聚变计划被正式签发以来，美国科学家便将希望寄托在在这国家点火装置（NIF）上了。

国家点火装置（NIF）位于美国加利福尼亚州劳伦斯一利弗莫尔国家实验室，有850名科学家和工程师。另外大约有100名物理学家在那里设计实验。国家点火装置（NIF）长215米，宽120米，大约同古罗马圆形竞技场一样大，是目前世界上最大和最复杂的激光光学系统，它将模拟同太阳和其他恒星内部相似的条件，使氢原子核发生聚变形成氦核，并释放能量，其目的是成为第一个突破平衡点的设施，即激光在聚变反应中产生的能量大于它们所消耗的能量，从而在实验室条件下实现人类历史上的第一次聚变点火。NIF注入激光系统由主振室、预放模块、输入探测包和预放光束传输系统四部分构成,负责产生全系统的种子脉冲,经过时间和空间整形、位相调制、放大和分束后,实现焦耳级输出。它将192条激光束集中于一个花生米大小的、装有重氢燃料的目标上。每束激光发射出持续大约十亿分之三秒、蕴涵180万焦耳能量的脉冲紫外光——这些能量是美国所有电站产生的电能的500倍还多。当这些脉冲撞击到目标反应室上，它们将产生X光。这些X光会集中于位于反应室中心装满重氢燃料的一个塑料封壳上。NIF研究人员估计，x光将把燃料加热到一亿度，并施加足够的压力使重氢核生聚变反应。释放的能量将是输入能量的15倍还多。国家点火装置已经基本上完成了其建设工作，它将于2009年3月竣工。届时研究人员将开始准备为聚变点火，第一次实现暂定于2010年，核聚变实验定于2011年。调试工作包括进行一系列优化和测试实验，以获取点火实验所必需的关键激光参数和点火靶参数。这些调试工作将在第一次点火打靶前完成。点火实验对靶工作性能的要求主要体现在：力能学性能、对称性，激波时序以及靶丸流体动力学。研究人员推测，一旦核聚变实验成功，我们将有可能在2020年建成第一座核聚变发电厂，而在那不久后，其会很快的商业化。在那一天科学家们这几十年来追寻的梦想，将成为现实。

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