超级军网美国国家点火装置聚变实验取得了新突破
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 02:57:13
美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置可控核聚变实验取得了新的突破，研究报告（PDF）发表在《自然》期刊上。这次突破与去年10月的突破类似，聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。
国家点火装置利用192束高能激光聚焦到一个体积很小的氢燃料球上。目前可控核聚变主要是通过两种方法实现，一种是惯性约束聚变，另一种是磁约束聚变。
国家点火装置使用的是前者。在最新实验中，一次聚变反应产生了 17.3 kJ的能量，高于去年的结果，输入能量是1.5 MJ，但输入能量在传输过程有99%被浪费了，氢燃料球真正吸收的能量很少。可控核聚变还有很长的路要走。美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置可控核聚变实验取得了新的突破，研究报告（PDF）发表在《自然》期刊上。这次突破与去年10月的突破类似，聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。
国家点火装置利用192束高能激光聚焦到一个体积很小的氢燃料球上。目前可控核聚变主要是通过两种方法实现，一种是惯性约束聚变，另一种是磁约束聚变。
国家点火装置使用的是前者。在最新实验中，一次聚变反应产生了 17.3 kJ的能量，高于去年的结果，输入能量是1.5 MJ，但输入能量在传输过程有99%被浪费了，氢燃料球真正吸收的能量很少。可控核聚变还有很长的路要走。
国家点火装置利用192束高能激光聚焦到一个体积很小的氢燃料球上。目前可控核聚变主要是通过两种方法实现，一种是惯性约束聚变，另一种是磁约束聚变。
国家点火装置使用的是前者。在最新实验中，一次聚变反应产生了 17.3 kJ的能量，高于去年的结果，输入能量是1.5 MJ，但输入能量在传输过程有99%被浪费了，氢燃料球真正吸收的能量很少。可控核聚变还有很长的路要走。美国利弗莫尔国家实验室的国家点火装置可控核聚变实验取得了新的突破，研究报告（PDF）发表在《自然》期刊上。这次突破与去年10月的突破类似，聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。
国家点火装置利用192束高能激光聚焦到一个体积很小的氢燃料球上。目前可控核聚变主要是通过两种方法实现，一种是惯性约束聚变，另一种是磁约束聚变。
国家点火装置使用的是前者。在最新实验中，一次聚变反应产生了 17.3 kJ的能量，高于去年的结果，输入能量是1.5 MJ，但输入能量在传输过程有99%被浪费了，氢燃料球真正吸收的能量很少。可控核聚变还有很长的路要走。
我们同级的国家点火装置还在建啊，要加油了
第一张图简直就是微型太阳
美国几年前就验证过了，所以当时国内很振奋，压力也很大。国内规划希望20年前实现点火成功和电力引出的初步验证。
“聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。”
看这句话似乎很激动人心
“在最新实验中，一次聚变反应产生了 17.3 kJ的能量，高于去年的结果，输入能量是1.5 MJ，但输入能量在传输过程有99%被浪费了，氢燃料球真正吸收的能量很少。”
再看这句话就泄气了
看这句话似乎很激动人心
“在最新实验中，一次聚变反应产生了 17.3 kJ的能量，高于去年的结果，输入能量是1.5 MJ，但输入能量在传输过程有99%被浪费了，氢燃料球真正吸收的能量很少。”
再看这句话就泄气了
“聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。”
看这句话似乎很激动人心
说白了这个方向就不靠谱，发电还是托卡马克堆
看这句话似乎很激动人心
说白了这个方向就不靠谱，发电还是托卡马克堆
四十年前说过五十年聚变发电，现在还是这句
CDhui 发表于 2014-2-14 10:30
第一张图简直就是微型太阳
那就是燃料球啊
第一张图简直就是微型太阳
那就是燃料球啊
turbopump 发表于 2014-2-14 12:16
四十年前说过五十年聚变发电，现在还是这句
现在的科幻还说100年后FLT旅行来，就看你怎么认识和从哪儿看的了
四十年前说过五十年聚变发电，现在还是这句
现在的科幻还说100年后FLT旅行来，就看你怎么认识和从哪儿看的了
turbopump 发表于 2014-2-14 12:16
四十年前说过五十年聚变发电，现在还是这句
现在的科幻还说100年后FLT旅行来，就看你怎么认识和从哪儿看的了
四十年前说过五十年聚变发电，现在还是这句
现在的科幻还说100年后FLT旅行来，就看你怎么认识和从哪儿看的了
oyzw 发表于 2014-2-14 11:35
说白了这个方向就不靠谱，发电还是托卡马克堆
我也觉得这方向不对，因为想不出来怎么上规模
说白了这个方向就不靠谱，发电还是托卡马克堆
我也觉得这方向不对，因为想不出来怎么上规模
“聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。”
看这句话似乎很激动人心
如果输入能量只利用了1%就释放着这多能量，怎么会泄气？
看这句话似乎很激动人心
如果输入能量只利用了1%就释放着这多能量，怎么会泄气？
H7N9 发表于 2014-2-14 13:12
我也觉得这方向不对，因为想不出来怎么上规模
使用连续的、间断性的点火来提供能量，然后把能量传输到外部发电，理论上来说比磁约束的简单，因为不需要维持长时间的聚变状态，只需要一个短暂的爆发。美国下一步打算建造一个每秒种能点火10次的装置。
我也觉得这方向不对，因为想不出来怎么上规模
使用连续的、间断性的点火来提供能量，然后把能量传输到外部发电，理论上来说比磁约束的简单，因为不需要维持长时间的聚变状态，只需要一个短暂的爆发。美国下一步打算建造一个每秒种能点火10次的装置。
bothofus 发表于 2014-2-14 14:20
如果输入能量只利用了1%就释放着这多能量，怎么会泄气？
因为想不出怎么才能有效提高这1%
托克马克的磁场利用超导磁体，理论上是不需要持续输入。而激光可没有这个条件
如果输入能量只利用了1%就释放着这多能量，怎么会泄气？
因为想不出怎么才能有效提高这1%
托克马克的磁场利用超导磁体，理论上是不需要持续输入。而激光可没有这个条件
理解问题吧，损失的能量看是指什么了，如果是注入激光器的能量，那大部分能量在注入小球前损失的，那产生的能量相当可观，可以认为是聚变。聚变材料被金属铍包裹，只要产生的能将大于输出，基本反应就可以持续下去，这才是点火的本质。现在需要验证的一个临界质量，就是怎样才能使得反应继续维持
托卡马克到现在进展比较慢，连聚变反应的基本温度压力等条件都达不到。激光点火难点主要在激光器和控制等系统工程，聚变材料都没问题了，就是目前激光器问题比较大，功率等，还有192束激光要同时打到小球上，功率也要均匀并且同时压缩小球才行。
这玩意根本不现实嘛，消耗大于产出，还是远远大于……
中国还是继续超导托卡马克研究的好~
中新网2月14日电 据美国媒体14日报道，尽管只持续了短暂一瞬，但美国科学家还是重复了太阳制造能量的过程，创造出一颗“微型太阳”。这重新燃起了外界的希望，即核聚变或许有一天能成为地球上一种源源不绝的廉价能量来源。
在美国能源部旗下实验室于去年秋天进行的一项实验中，研究人员使用全世界最强力的激光装置朝一个豆粒大小的目标发射激光，并触发了核聚变反应，在不到一秒钟的时间内释放出了巨大的能量。
上述研究的结果于周三(12日)发表在《自然》(Nature)杂志上。论文第一作者、劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)物理学家哈瑞肯(Omar Hurricane)说，通过使用这种技术，他们在全世界范围内首次实现了燃料输出能量大于输入能量。
这离最终实现所谓的“点火”还差很远。在“点火”过程中，整体装置在一个自持进行的链式反应中产生的能量超过其所消耗的能量，这是核聚变发电切实可行的前提条件。在此前的实验中，激光能量大多耗散掉，没能抵达燃料。
但最新实验结果标志着，在经历了数年的挫折和失败后，美国在这一项目上终于向前迈出了一步。这也给未来的商用核聚变反应堆提供了一个可行的模式。
英国卡勒姆核聚变能源中心(Culham Centre for Fusion Energy)主任考利(Steven Cowley)说，这次实验表明，只要激光与劳伦斯利弗莫尔国家实验室所用的激光有类似尺度，就有可能实现“点火”。考利未参与此项研究。
当今的核电厂通过核裂变发电，这一过程涉及到原子的分裂。而在核聚变中，原子核在超高温和高压下相互融合，并释放能量。
上世纪50年代，在第一颗氢弹引爆时，人们就意识到了核聚变的力量。但一直以来，控制核聚变并将其用于和平用途却要困难得多(很多科学家在这里会使用语气比“困难”强得多的词)，尽管人们还是有不错的理由进行不断尝试。
核聚变是任何已知的产生能量过程中最高效的一种。核聚变燃料可以容易地从自然界获得，而且核聚变也几乎没有产生有毒副产品或发生核熔毁的风险。
上述新实验是在劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火设施(National Ignition Facility)进行的。该设施位于加州，是一座10层楼的建筑，占地面积约为三个足球场大小。该设施建筑成本35亿美元，2009年投入使用。自那以来，该设施的运营成本已经达到数亿美元。
在美国能源部旗下实验室于去年秋天进行的一项实验中，研究人员使用全世界最强力的激光装置朝一个豆粒大小的目标发射激光，并触发了核聚变反应，在不到一秒钟的时间内释放出了巨大的能量。
上述研究的结果于周三(12日)发表在《自然》(Nature)杂志上。论文第一作者、劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)物理学家哈瑞肯(Omar Hurricane)说，通过使用这种技术，他们在全世界范围内首次实现了燃料输出能量大于输入能量。
这离最终实现所谓的“点火”还差很远。在“点火”过程中，整体装置在一个自持进行的链式反应中产生的能量超过其所消耗的能量，这是核聚变发电切实可行的前提条件。在此前的实验中，激光能量大多耗散掉，没能抵达燃料。
但最新实验结果标志着，在经历了数年的挫折和失败后，美国在这一项目上终于向前迈出了一步。这也给未来的商用核聚变反应堆提供了一个可行的模式。
英国卡勒姆核聚变能源中心(Culham Centre for Fusion Energy)主任考利(Steven Cowley)说，这次实验表明，只要激光与劳伦斯利弗莫尔国家实验室所用的激光有类似尺度，就有可能实现“点火”。考利未参与此项研究。
当今的核电厂通过核裂变发电，这一过程涉及到原子的分裂。而在核聚变中，原子核在超高温和高压下相互融合，并释放能量。
上世纪50年代，在第一颗氢弹引爆时，人们就意识到了核聚变的力量。但一直以来，控制核聚变并将其用于和平用途却要困难得多(很多科学家在这里会使用语气比“困难”强得多的词)，尽管人们还是有不错的理由进行不断尝试。
核聚变是任何已知的产生能量过程中最高效的一种。核聚变燃料可以容易地从自然界获得，而且核聚变也几乎没有产生有毒副产品或发生核熔毁的风险。
上述新实验是在劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火设施(National Ignition Facility)进行的。该设施位于加州，是一座10层楼的建筑，占地面积约为三个足球场大小。该设施建筑成本35亿美元，2009年投入使用。自那以来，该设施的运营成本已经达到数亿美元。
发文章说明这个方向没戏，但是要骗经费
如果输入能量只利用了1%就释放着这多能量，怎么会泄气？
问题是，想把1％提高也是极困难的
问题是，想把1％提高也是极困难的
能量损失那么大还能实现输出能量大于输入，说明这个发展方向是正确的。
这玩意说白了就不是发电用的，现在不能实验核武器，这玩意就是实验氢弹用的。哦，未来太空推进也许也用得上
中科大公开课上说，激光点火目前实现的能量级别，只有托卡马克的千分之一。
感觉还是等离子约束更靠谱一点，就是不知道还能再快一点吗？
输入能量1.5MJ，输出能量17.3kJ=1.73MJ
我的理解对吗？
照这么看很不错啊，用脉冲方式连续点火，烧开水就可以发电啦
输入能量1.5MJ，输出能量17.3kJ=1.73MJ
我的理解对吗？
照这么看很不错啊，用脉冲方式连续点火，烧开水就可以发电啦
eastwind2000 发表于 2014-2-15 22:54
输入能量1.5MJ，输出能量17.3kJ=1.73MJ
我的理解对吗？
照这么看很不错啊，用脉冲方式连续点火，烧开水就 ...
你的理解不对。真正的情况是这样的：输入1.5MJ，1.5MJ=1500KJ，其中99%浪费了，没浪费的是15KJ，这15KJ没浪费的能量，被燃料球吸收了，然后放出了17.3KJ能量。因为17.3KJ>15KJ，所以说输入大于输出。就像是我投资100万给你造产品，你花了99万租房子，付水电，然后花了1万造产品，最后产品造出来总共卖了1.2万回来，你就告诉我投资回报率是20%。
输入能量1.5MJ，输出能量17.3kJ=1.73MJ
我的理解对吗？
照这么看很不错啊，用脉冲方式连续点火，烧开水就 ...
你的理解不对。真正的情况是这样的：输入1.5MJ，1.5MJ=1500KJ，其中99%浪费了，没浪费的是15KJ，这15KJ没浪费的能量，被燃料球吸收了，然后放出了17.3KJ能量。因为17.3KJ>15KJ，所以说输入大于输出。就像是我投资100万给你造产品，你花了99万租房子，付水电，然后花了1万造产品，最后产品造出来总共卖了1.2万回来，你就告诉我投资回报率是20%。
嘿嘿，单位给搞错了。
你的理解不对。真正的情况是这样的：输入1.5MJ，1.5MJ=1500KJ，其中99%浪费了，没浪费的是15KJ，这15KJ没 ...
大于号写反了
大于号写反了
输入能量1.5MJ，输出能量17.3kJ=1.73MJ
我的理解对吗？
照这么看很不错啊，用脉冲方式连续点火，烧开水就 ...
k与M之间是千进位，不是十进位。
我的理解对吗？
照这么看很不错啊，用脉冲方式连续点火，烧开水就 ...
k与M之间是千进位，不是十进位。
将来如有了小体积、高效率的激光器，惯性约束的核聚变装置完全可以做得非常小，这一点应该是磁约束装置做不到的。
现在NIF最大的问题是激光源在经过多重的激励和反射之后，大部分的能量已经损失了，而且它使用了间接驱动这种进一步浪费能量的方式，而不是把激光直接打在靶丸上（对这一点一直有疑惑）。
现在NIF最大的问题是激光源在经过多重的激励和反射之后，大部分的能量已经损失了，而且它使用了间接驱动这种进一步浪费能量的方式，而不是把激光直接打在靶丸上（对这一点一直有疑惑）。
将来如有了小体积、高效率的激光器，惯性约束的核聚变装置完全可以做得非常小，这一点应该是磁约束装置做不 ...
直接驱动对靶丸的对称性和激光的同步性的要求很高，压缩过程中要抑制流体力学不稳定性（瑞利泰勒不稳定，密度大的压密度小），靶丸容易碎，间接驱动是激光打到黑腔上，腔壁产生X射线来压缩。
直接驱动对靶丸的对称性和激光的同步性的要求很高，压缩过程中要抑制流体力学不稳定性（瑞利泰勒不稳定，密度大的压密度小），靶丸容易碎，间接驱动是激光打到黑腔上，腔壁产生X射线来压缩。
bothofus 发表于 2014-2-14 14:20
如果输入能量只利用了1%就释放着这多能量，怎么会泄气？
问题不是一次释放能量的多少，而是平均功率太低。惯性约束需要非常高的“打靶”频率，才能做为可以实用的发电装置，而目前看把“打靶”频率提高到如此的水平基本不可能。
如果输入能量只利用了1%就释放着这多能量，怎么会泄气？
问题不是一次释放能量的多少，而是平均功率太低。惯性约束需要非常高的“打靶”频率，才能做为可以实用的发电装置，而目前看把“打靶”频率提高到如此的水平基本不可能。
bothofus 发表于 2014-2-14 17:28
托卡马克到现在进展比较慢，连聚变反应的基本温度压力等条件都达不到。激光点火难点主要在激光器和控制等系 ...
不管是磁约束还是惯性约束，目前获得正的能量收益都不是太大问题，需要克服的技术障碍主要在于如何能够实用化。也就是说，如何能够达到可实用的发电装置，持续的提供能量。
在实用化的进展方面，磁约束的进展远远领先于惯性约束。
bothofus 发表于 2014-2-14 17:28
托卡马克到现在进展比较慢，连聚变反应的基本温度压力等条件都达不到。激光点火难点主要在激光器和控制等系 ...
不管是磁约束还是惯性约束，目前获得正的能量收益都不是太大问题，需要克服的技术障碍主要在于如何能够实用化。也就是说，如何能够达到可实用的发电装置，持续的提供能量。
在实用化的进展方面，磁约束的进展远远领先于惯性约束。
a13937114111 发表于 2014-2-15 13:44
能量损失那么大还能实现输出能量大于输入，说明这个发展方向是正确的。
如果不能到达到可实用水平的平均功率，输出能量比输入大再多都没用。
能量损失那么大还能实现输出能量大于输入，说明这个发展方向是正确的。
如果不能到达到可实用水平的平均功率，输出能量比输入大再多都没用。
“聚变反应释放出的能量超过了氢燃料球吸收的能量。”
看这句话似乎很激动人心
对磁约束来说，这个目标早就实现了
看这句话似乎很激动人心
对磁约束来说，这个目标早就实现了
zxphony00 发表于 2014-2-17 04:02
不管是磁约束还是惯性约束，目前获得正的能量收益都不是太大问题，需要克服的技术障碍主要在于如何能够 ...
磁约束的进展的确比惯性约束快，但有个很重要的原因是各国对它的投入也更多，最终的结果会是什么样的还真说不准。
不管是磁约束还是惯性约束，目前获得正的能量收益都不是太大问题，需要克服的技术障碍主要在于如何能够 ...
磁约束的进展的确比惯性约束快，但有个很重要的原因是各国对它的投入也更多，最终的结果会是什么样的还真说不准。
xmyyc 发表于 2014-2-17 08:35
对磁约束来说，这个目标早就实现了
磁约束的正输出也只是输出能量大于加热等离子束的能量，整个系统消耗能量还是远大于输出的
而且，达到点火温度的话只能持续很短时间，功率也还不够大
不过我个人还是认为磁约束突破实用化的可能性更大，至少在可见的将来是。未来有了新的技术也许惯性约束会变得容易
对磁约束来说，这个目标早就实现了
磁约束的正输出也只是输出能量大于加热等离子束的能量，整个系统消耗能量还是远大于输出的
而且，达到点火温度的话只能持续很短时间，功率也还不够大
不过我个人还是认为磁约束突破实用化的可能性更大，至少在可见的将来是。未来有了新的技术也许惯性约束会变得容易
失落的天堂 发表于 2014-2-17 09:24
磁约束的进展的确比惯性约束快，但有个很重要的原因是各国对它的投入也更多，最终的结果会是什么样的还真 ...
正是因为磁约束前景最好、最有希望，带会投入的更多，各国也不傻。
只要关于磁约束参数的基本规律不被彻底推翻，那么磁约束聚变装置、特别是托克马克装置是最有希望实用化发电的方向。
磁约束的进展的确比惯性约束快，但有个很重要的原因是各国对它的投入也更多，最终的结果会是什么样的还真 ...
正是因为磁约束前景最好、最有希望，带会投入的更多，各国也不傻。
只要关于磁约束参数的基本规律不被彻底推翻，那么磁约束聚变装置、特别是托克马克装置是最有希望实用化发电的方向。
zxphony 发表于 2014-2-17 13:32
正是因为磁约束前景最好、最有希望，带会投入的更多，各国也不傻。
只要关于磁约束参数的基本规律不被 ...
托卡马克基本是现阶段，除了美国以外所有国家认定的核聚变的方向。
正是因为磁约束前景最好、最有希望，带会投入的更多，各国也不傻。
只要关于磁约束参数的基本规律不被 ...
托卡马克基本是现阶段，除了美国以外所有国家认定的核聚变的方向。