一项破纪录的核聚变实验在一秒内释放出10千万亿瓦特的能量，其背后的秘密已经被揭示:研究人员称，实验中使用的燃料舱内存在一种“自热”或“燃烧”的中子-重氢等离子体。

据《生活科学》当时报道，去年，北加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家们宣布，在国家点火装置(NIF)中，在100万亿分之一秒内释放了130万焦耳的能量，创下了纪录。在两篇新的研究论文中，国家核聚变研究所的科学家们表示，这一成就归功于世界上最强大的激光系统中心的微型腔体和燃料胶囊的精密工程，核聚变就是在这里发生的。

研究人员报告说，尽管燃料舱的直径只有大约1毫米(0.04英寸)，而且聚变反应只持续了很短的时间，但它输出的能量大约相当于每一瞬间射向地球的太阳光的10%。

研究人员说，反应释放出这么多能量，是因为聚变过程本身将剩余的燃料加热成等离子体，温度足够高，可以进行进一步的聚变反应。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的物理学家安妮·克里彻(Annie Kritcher)在一封电子邮件中告诉《生活科学》(Live Science):“当聚变反应产生的加热成为等离子体中的主要加热源时，等离子体就会燃烧，这超出了启动或启动聚变所需的温度。”Kritcher是1月26日发表的一项研究的主要作者在自然物理描述NIF是如何实现燃烧优化的等离子体,与另一项研究发表在《自然》的作者之一的同一天,细节第一燃烧等离子体实验在2020年和2021年初NIF。

罐子里的星星

核聚变是为太阳等恒星提供能量的过程。它不同于核裂变，核裂变是地球上的发电厂通过将重原子核(比如钚)分裂成更小的原子核来产生能量的。

当原子核被“融合”——也就是结合在一起——成为更大的原子核时，核聚变释放出大量的能量。

最简单的核聚变以氢为燃料， 198彩平台奖金模式公开公正，信誉在业界是198彩注册网址数一数二的，这也是198彩平台能长久经营的主要原因。，研究人员希望有朝一日，利用地球海洋中丰富的氢，核聚变能够发展成一种相对“清洁”的能源。

因为恒星非常大，它们强大的引力意味着聚变反应发生在非常高的压力下。但在地球上，这种压力是不可行的——因此聚变反应必须在非常高的温度下进行。(根据吕萨克定律，在一定体积内，气体温度升高，压力也随之升高，反之亦然。)

不同的实验人员提出了不同的方法来保持高温下的聚变反应，美国国家点火装置(National Ignition Facility)专门研究一种称为“惯性约束”的方法。它通过使用192个高能激光器撞击中心的一个小氢球来产生高温，这些激光器本身消耗大量的能量，大约每天只能发射一次。

惯性约束方法是测试热核武器的先驱者，要成为一种可行的动力源还有很长的路要走——这样的动力源必须每秒钟汽化几个这样的燃料芯块，才能产生足够的能量输出来产生有用的电力。

但是NIF最近在实现非常高的能量输出方面取得了成功，即使只是在非常短的时间内。8月份的实验几乎产生了放入燃料球的能量，研究人员预计未来的实验将更加强大。

惯性约束

这两项新研究描述了在10千万亿瓦特反应前几个月进行的燃烧等离子体实验;那些早期的实验最终从一个只有200微克(0.000007盎司)氢燃料的小球中产生了170千焦耳的能量——大约是早期实验的三倍。

它是通过仔细塑造燃料胶囊和腔体来实现的，燃料胶囊是一个由聚碳酸酯金刚石制成的微小球形外壳，包裹着球团;而腔体是一个由贫铀(放射性不高)制成的小圆柱体，内衬着金，被称为空腔。

加热的新设计允许NIF激光器腔内的颗粒能够更高效的运作,和热壳胶囊迅速向外扩张,而燃料球“崩溃”,结果导致燃料融合在如此高的温度,加热颗粒成等离子体的其他部分。

物理学家Alex Zylstra在一封电子邮件中告诉Live Science:“这是重要的一步，因为相对于我们投入的能量，它是通过核聚变产生大量能量的必要步骤。”Zylstra领导了最初的燃烧等离子体实验，也是《自然》杂志关于这些实验的主要作者。

他说，尽管在惯性约束聚变作为一种能源之前还需要更多的科学里程碑，但实现等离子体“燃烧”这一步将使科学家们对这一过程了解得更多。

Zylstra说:“在NIF燃烧等离子体现在处于一个新的状态，我们可以科学地研究这样的条件。”

Kritcher补充说，这一突破将使人们对核聚变有更好的了解，这种核聚变可以用于其他类型的核聚变反应——比如托卡马克核聚变反应——而不仅仅是通过惯性约束核聚变实现的反应。

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