里程碑!美国科学家再获核聚变能量突破!

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美国联邦劳伦斯-利弗莫尔国家实验室(llnl.gov)实验产生的能量超过去年里程碑式的测试。

位于加利福尼亚州的联邦劳伦斯-利弗莫尔国家实验室网站截图 © llnl.gov

据《金融时报》8月6日消息,在核聚变反应中获得了净能量增益,这一结果应该使人们更加乐观地认为,在实现无限、零碳能源的梦想方面正在取得进展。

自 20 世纪 50 年代以来,物理学家们一直试图利用为太阳提供能量的核聚变反应,但直到去年12 月,还没有任何研究小组能够从该反应中产生比其消耗更多的能量--这种情况也被称为点火。

金融时报说,据三位了解初步结果的人士称,位于加利福尼亚州的联邦劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的研究人员去年首次实现了点火,他们在7月30日的实验中再次实现了这一突破,产生了比12月更高的能量输出。该实验室证实,其激光设施再次实现了能量增益,并补充说,正在对结果进行分析。

该实验室补充说,自2022年12月在国家点火装置上首次演示聚变点火以来,我们一直在继续进行实验,研究这一令人兴奋的新科学机制。

在7月30日进行的实验中,我们在国家点火装置上重复了点火。按照我们的标准做法,我们计划在即将举行的科学会议和同行评审的出版物上报告这些结果。

据这个报道解释,核聚变是将两种氢同位素(通常是氘和氚)加热到极高温度,使原子核熔合,释放出氦和以中子形式存在的大量能量。

尽管许多科学家认为核聚变发电站还需要几十年的时间,但该技术的潜力却不容忽视。核聚变反应不排碳,不产生长寿命的放射性废物,理论上,一小杯氢燃料可以为一栋房子提供数百年的电力。

研究最广泛的方法被称为磁约束,它使用巨大的磁铁将燃料固定住,同时将其加热到比太阳还高的温度。而 NIF采用的是另一种方法,即惯性约束,即向一个微小的燃料囊发射世界上最大的激光,引发内爆。

hachimada 发表评论于
没有连锁反应。如果存在连锁反应,那就无需讨论什么能量增益了,不是吗?
駁奴刀 发表评论于
好牛逼哦~恨國黨們還不趕緊High起來,給西鬼契爺獻個狗腿。
Tianpu001 发表评论于
对磁约束来说,那是启动能量,后面是链式反应,不需要再输入能量;但对激光惯性约束来说每次点火都是独立的,都需要输入启动能量,不管这个能量是来自电网还是来自聚变后产生的能量(当然这还很遥远)。
从经费来看,也能看得出大家用脚投票投到哪里,是磁约束还是激光惯性约束,至于预期的激光惯性约束经费大量增加,我们等等看是否会发生吧
橡皮潜艇 发表评论于
核聚变从来是工程问题而不是科学问题
雾蒙蒙雨霏霏 发表评论于
Tianpu001: ...如果从加利福尼亚电网获得电能开始算起,而不是从激光能量开始算起,那么NIF实现的能量增益也就1%左右,并非大于1。
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你的算术好像有点问题。这如同引爆核武器,核爆炸需要巨大能量来引发/启动人工连锁反应,但是一旦连锁反应启动了,它就会进入“自动”状态,直到全部核燃料消耗光,启动能量是一次性的。那300兆焦的能量是引发/启动核聚变的能量。从科学原理上讲,LLNL已经迈出了历史性的一步,完成了一项历史性的突破。下面的挑战是如何增加增益和把增益的能量重新用来启动下一次点火,但是这些事都更多的是工程问题,而不再是科学上的疑问。
雾蒙蒙雨霏霏 发表评论于
...据说是上面对LLNL不太满意,想换可控聚变的研究方向,LLNL频放卫星以保经费。
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你去网上看一看现在的技术,LLNL的激光是上世纪80年的第技术,如果换成现在的技术,一天至少可以实现20次点火。因为长期没有大的进步,所以LLNL的funding一直滞后。全球每年用在磁约束技术有关的科研方面的funding加在一起至少是LLNL的funding的几十倍。从funding的多寡和技术突破的程度上看,LLNL的潜力似乎大得多。磁约束技术要达到LLNL现在取得的水平,一般估计还要20年。而且这种说法已经重复了几十年了。LLNL用了近40年的时间实现第一次突破,这次重复用了7个月时间,等到这个时间降到几周一次,全球用在磁约束技术方面的funding可能就会有很多转到LLNL的激光技术方面来。
jgwa96 发表评论于
可喜可贺。看到“相信食屎”、弯月刀等嫉妒、酸酸的留言,更想笑。哈哈。
Tianpu001 发表评论于
这个激光惯性约束核聚变还有一个大问题是不能连续,一发和下一发之间需要以小时计的时间间隔,每发都是独立的,而且对称性要求很高,现在NIF的操作是一天一发,这在商业运用中是不可想象的。磁约束核聚变虽然现在还有很多挑战,但是自持的,只要critical之后是可以持续产生能量的。虽然个人觉得两者离真正实现都还很远,但磁约束更靠谱一些。据说是上面对LLNL不太满意,想换可控聚变的研究方向,LLNL频放卫星以保经费。
弯刀月 发表评论于
就不怕开个加速师,把油门当刹车?到时大家伙全完蛋
相信事实 发表评论于
理论上输出能量会远高于输入能量,而现在不算总能量,单是激光能量才实现等量,说明燃料球能够吸收能量的效率是极低的,绝大多数激光能量并没有被燃料球吸收。

其实,人类根本不需要研制这种“可控核聚变”,而是应该挖个大洞,放满金属,在里面爆炸核弹,然后再让洞里熔融状态的金属的能量慢慢释放就是了,挖洞的成本未必比什么唾骂死高。
Tianpu001 发表评论于
LLNL的NIF(美国国家点火装置)2014年,2021年,2022年和2023年都分别有过“里程碑”的大新闻,不过“能量增益大于1”的定义不同,如下:
2014年的定义是:聚变产生的中子的能量除以被靶丸吸收掉的激光能量之比;
后面新闻中定义是:聚变产生的中子的能量除以输入的激光的能量之比。
注意到输入激光的能量中只有一小部分被靶丸吸收掉,因此根据现在的定义“能量增益”比2014年其实已经获得了显著性能提升。
可以看出“能量增益”根据新闻需要是可以改变的,但这几次大新闻中,能量增益的定义都不是普通民众可能以为的输出电能到输入电能之比。因为这里面其实有一个聚变行业一直以来的夸大成果的潜规则在里面:这样定义能量增益可以显得能量增益更大,而且是大很多。如果从加利福尼亚电网获得电能开始算起,而不是从激光能量开始算起,那么NIF实现的能量增益也就1%左右,并非大于1。
宝刀屠龙 发表评论于
Tianpu001 发表评论于 2023-08-06 15:56:24
可控聚变确实很难,但也不能动不动就里程碑,其实离真正实现还很远很远很远,感觉可控聚变创造了一些看起来高大上的词汇,把相对于整个实现过程而言很微小的进步(当然这个也很难)说得重要无比。既然这么难,可控聚变就应该承认困难,而不是到处吹嘘自己是终极解决方案,又说得好像很快就能实现,其实差的十万八千里。
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有谁吹嘘终极方案?又有谁说很快实现?LLNL主管自己在第一次实现净增益后对媒体说的也很明确
从净投入到净产出,从任何角度来说这都是一个重大突破,但距离应用还非常遥远
这里面有很多很多技术环节要突破,根本就没人预期核聚变会在未来20年进入应用阶段
但里程碑就是里程碑,就像公司一直亏本运行到某天挣了一块钱一样,虽然钱很少但绝对是里程碑
在法国的托卡马克目前进展顺利,等正式点火试验时也可以说是一个里程碑事件
因为那是集合地球几乎所有最顶级专家,也是当前最先进的托卡马克装置,一旦点火就是个里程碑
biglow 发表评论于
离商业运用永远差50年。
Tianpu001 发表评论于
可控聚变确实很难,但也不能动不动就里程碑,其实离真正实现还很远很远很远,感觉可控聚变创造了一些看起来高大上的词汇,把相对于整个实现过程而言很微小的进步(当然这个也很难)说得重要无比。既然这么难,可控聚变就应该承认困难,而不是到处吹嘘自己是终极解决方案,又说得好像很快就能实现,其实差的十万八千里。
novtim2 发表评论于
最后建造发电站的时候不会和实验室一样。现在产生激光的效率低,但是可以提高,比如现在可能只有1%,也就是输入能量的1%转换成激光,但这个效率可以提高,如果需要,提高到10% 20%也不是不可能,只是现在还没有到哪个阶段。任何能把复杂问题分割成小问题的,最终解决是完全可能的,就是分而治之,首先要把复杂问题分成简单的激光效率,能量收集问题,原料制造,安全控制等几个问题,分而治之最终实现目标。
Tianpu001 发表评论于
当然是文字游戏,产生激光需要那么多能量不计算,不是文字游戏是什么。聚变一直在玩文字游戏,不光是美国,其他国家也是,忽悠政府和公众。LLNL在可控聚变上进步不多,甚至某种程度上算是失败,但研究过程中反而在激光基础研究和武器应用方面收获颇多。
宝刀屠龙 发表评论于
Tianpu001 发表评论于 2023-08-06 14:59:29
中国,欧洲,韩国都用托克马克磁约束,中国的运行时间超100秒,美国这个是激光惯性约束,其实中国也有类似装置,但不如磁约束聚变装置有名。美国这个其实是玩了个文字游戏,只计算核聚变产生能量除以激光输入能量,而不考虑产生激光所需的能量。LLNL的激光需要来自加利福尼亚电网的大约300兆焦耳才能供电,但聚变反应中的激光输入能量只有2点几兆焦耳,聚变输出能量略高一些,这么考虑是不合理的,是文字游戏。
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逗,如果该研究讨论的是现阶段该装置的应用意义,你可以说是文字游戏
但作为研究装置,这是在可度量状态下,人类真正第一次实现激发和释放能量净输出
这是一个绝对里程碑式的结果,你一句话就成了文字游戏?
Tianpu001 发表评论于
中国,欧洲,韩国都用托克马克磁约束,中国的运行时间超100秒,美国这个是激光惯性约束,其实中国也有类似装置,但不如磁约束聚变装置有名。美国这个其实是玩了个文字游戏,只计算核聚变产生能量除以激光输入能量,而不考虑产生激光所需的能量。LLNL的激光需要来自加利福尼亚电网的大约300兆焦耳才能供电,但聚变反应中的激光输入能量只有2点几兆焦耳,聚变输出能量略高一些,这么考虑是不合理的,是文字游戏。
宝刀屠龙 发表评论于
fonsony 发表评论于 2023-08-06 13:30:05
好似大陸能運行一百秒了?
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不同路线
中国,欧洲,韩国都在用相同方案,但投入能量都远高于产出
实现能量正增值的目前只有美国劳伦斯实验室
cn_abcd 发表评论于
到底多少输入,多少输出?
fonsony 发表评论于
好似大陸能運行一百秒了。 ?
何西2017 发表评论于
核聚变是未来,也是星际旅行动力
dane_2022 发表评论于
稍安勿躁,还是等更内行的评论吧。不知道能不能打破核聚变总要20年后实现的铁律。一小杯氢就可以,那是氘和氚,不提制氚可不容易。
0101011 发表评论于
赞????
弯刀月 发表评论于
还嫌地球不够热
据说据说 发表评论于

美国始终领先全世界。
笑天下大事 发表评论于
又是超导又是核聚变的,这是又要科技爆发了吗
不好吃懒做 发表评论于
Very good news, but no more detailed info? Hope to see more tech data later.
roliepolieolie 发表评论于
This is great news. Whenever we hear game-changing breakthroughs, they are most likely from America. These discoveries and inventions help develop human civilization. They are why America is great.