美科学家正创造“人造太阳”用以发电

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【大纪元2010年11月15日讯】(大纪元记者陈俊村综合编译)美国国家点燃设施(National Ignition Facility,NIF)日前以雷射光聚焦核反应炉,产生犹如恒星核心的超高温度,创下世界纪录,使未来以核融合(fusion,或称核聚变)发电的技术向前跨进一步。

科学家对核融合前景充满信心

NIF是一座雷射型核融合装置,位于加州劳伦斯利佛摩国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)内,据称是世界上能量最高的雷射系统。

NIF由美国能源部下属国家核安全管理局(National Nuclear Security Administration,NNSA)资助,从1997年开始兴建,总共耗资约35亿美元,其任务之一是保证美国的能源安全,它一直是研究人员取得未来能源的希望。

11月初,研究人员利用该设施以192道雷射光集中在核反应炉的中心,并瞄准内含氘(deute rium)、氚(tritium)气体的玻璃标的物,结果产生史上最高的130万百万焦耳(mega joules)能量,使中心最高温度达到华氏600万度,相当于恒星或大行星核心的温度。太阳中心的温度为华氏2,700万度。

尽管这项实验没有引发“自维持融合反应”(self-sustaining fusion reaction),但科学家对核融合的前景仍充满信心。NIF研究人员预计在2012年前引燃可运转的融合反应。

核融合的条件

NIF主任摩西(Edward Moses)说:“目前的核电厂使用核分裂(fission)方式产生能量,这种方式已经运作了 50年以上。”目前还无法证明可以核融合的方式发电。

1970年代,科学家开始实验以超强雷射光压缩并加热氢的同位素氘和氚,以达到核融合的临界点,这种方法称为“惯性约束核融合”(inertial confinement fusion,ICF)

摩西指出,雷射光加热会使标的物外层爆炸。依据牛顿第三运动定律,有一作用力必有一反作用力。标的物外层爆炸后,其它部分会向内缩,形成震波并使压迫内部含有氘和氚的特殊燃料,进而使燃料升温,造成自维持的燃烧,也就是“点燃”,然后才能产生核融合。

核融合发电的优点

摩西表示,与现有核电厂相比,核融合发电厂比较环保和安全。它可能不会排碳、不会产生放射性副产品,也没有发生反应炉核心熔毁的风险,而用以引发核融合的燃料在地球上相对较多,例如:氘可从海水提炼,氚可取自地表常见金属元素锂。

核融合也有经济上的效益,这种发电方式或可作为未来长久的能源。摩西说:“1加仑的海水所产生的核能相当于300加仑石油所产生的能量,而取自50杯海水的燃料所包含的能量相当于2吨煤炭。”

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