原创 美国取得关键科学突破，人类或将彻底解决能源危机？
发布时间：2023-02-07 11:01:35 所属栏目：外闻 来源：互联网
导读： 美国能源部官员表示，科学家在核聚变中实现了里程碑式的进展——聚变反应堆产生的能量首次超过用于触发反应的能量，这一突破让人类对聚变能源的认识进一步深入。
|
美国能源部官员表示，科学家在核聚变中实现了里程碑式的进展——聚变反应堆产生的能量首次超过用于触发反应的能量，这一突破让人类对聚变能源的认识进一步深入。 该研究成果有助于解决长期以来困扰着人类的能源问题。这一重大突破使得可控热核聚变技术向前迈出了至关重要的一步，未来将为人们提供更多清洁、廉价和安全的新型能源。据报道，科学家利用磁场约束等离子体的方法已经取得了巨大进展。 这一突破性成就为人类利用清洁、高效和安全的核聚变能提供了重要线索。美国能源部下属的橡树岭国家实验室是世界上最大的核聚变研究基地之一，此前其已经宣布完成一项历史性任务：制作出具有“无限”电力潜能的核聚变装置。 等离子体是由电流和磁场共同作用形成的。在强磁场下，带正电荷的原子核会围绕着磁力线旋转；当外加电压增加时，磁场也随之升高，从而迫使原子核朝相反的方向运动，最终形成稳定的高温等离子态。在此基础上，科学家还开始尝试改造磁场结构，让它与等离子体交互影响，从而创建所谓“人工磁场”。 目前，科学家对如何调整磁场施加了越来越精确的控制，并且获得了一些令人鼓舞的初步结果。例如，他们通过巧妙设计磁极间距，让磁场达到或接近临界值，从而使等离子体状态非常不稳定，难以持续存在。然后再采取措施引导其沿特定轨迹行进，就像自然界中的闪电一样。 这种机理被称为“等离子体波动”，意思是说等离子体波浪起伏的性质。等离子体波动只有在足够低的磁场下才能观察到。专家认为，这项研究的主要挑战之一是保证磁场尽可能小地干扰等离子体。另一个限制因素则是如何快速准确地测量磁场信号。 为此，研究团队打算把各种传感器放置在磁场内，包括超导微波探针、纳米线阵列和光纤，以便监测磁场变化情况。此外，研究人员还需要找到一种办法，既能降低系统噪声又能减少散射，从而真正揭示等离子体波动规律。 据美国《科学》杂志网站报道，美国能源部劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LBNL）核聚变研究团队于2月25日发布了这项令人激动的研究成果。该成果由来自斯坦福大学核科学与工程学院和劳伦斯·利弗莫尔国家实验室等多个机构的科学家共同完成，是首次实现高达10倍热核聚变反应所需能量的实验。  热核反应堆就是人们常说的“热中冷”，即利用高温和强磁场来控制反应。当达到一定条件时，燃料发生聚变反应可以释放出巨大的能量，比如太阳从一个很热的物体变成很冷的天体过程中，释放出巨大能量。核聚变作为一种理想的清洁能源被广泛应用于太阳能电池板、工业锅炉和汽车尾气净化等领域。 但核聚变一直是科学界非常有争议的一个话题——因为它是一个近乎完美但也充满危险的科学领域。目前关于核聚变能源研究中最具挑战性和风险的问题就是实现反应条件和控制方式与人类社会传统认知相悖。 尽管科学家们在过去几十年中一直在进行一些探索，但这一最新突破让人们对未来数十年或数百年内如何才能实现稳定、可控、安全与清洁的核聚变能源有了更清晰的认识。 研究团队表示，他们将利用这一成果证明人类在探索未来大规模清洁能源方面也是可以做到“知其然更知其所以然”。研究人员介绍说，他们已经成功实现了从一个简单问题到一个重大科学发现所需时间从一年到10倍热核聚变反应所需能量的飞跃。 “这是第一次，我们获得了超越10倍热核聚变反应需要更多能量——超过10倍于使用传统方法所能产生的所有能量”，他们说：“我们对此感到非常兴奋和激动，因为我们一直在探索这样一个过程——这一结果意味着人们对‘安全、可控、高效’能源概念有了更深层次和更多角度了解。” （编辑：威海站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
推荐文章
站长推荐