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2022年12月13日,美国能源部宣布,加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)首次成功在惯性约束核聚变反应中“点火”,实现了大于1的净能量增益,即用2.05兆焦的激光能量,核聚变出约3.15兆焦的能量。这一具有里程碑意义的创举,被认为是可控核聚变技术从0到1的突破。据说为了这个“大于”,美国投入了35亿美元。
一直以来,可控核聚变都被认为是下一次科技和能源革命的关键,因为核聚变所需要的氘原子遍布在海水中,足以转化为九亿亿亿度电,够人类用900亿年,基本就相当于无限能源了。但是多年来,人类的核聚变技术却非常落后,别说实现高效的能量转化了,就是要实现投入产出相同都很困难。在核聚变领域把这个能量增益叫做Q:
Q=核聚变产生的能量/使核反应发生消耗的总能量。但是一直以来,人类的核聚变实验Q都<1,所以美国这次说自己实现了Q>1,如果这是真的,那绝对是一个里程碑式的跨越。
对于美国首次实现聚变点火一事,有人认为这是人类获得真正清洁、取之不尽能源的一大突破口。在能源结构改革以前,人们利用的煤、石油、天然气不仅造成了环境污染,未来也有枯竭的危险,目前已经开拓使用的清洁能源中,风能、水能、太阳能等受限于天气或地理条件限制,尚且难以满足需要。当前的核电站采用的是核裂变反应,其需要的铀、钚等元素储量有限,还会产生放射性,历史上已有多例核电站核泄漏问题仍未解决。因此探索清洁能源是人类不懈的追求,无论是太阳能、风能、水能,在核聚变领域更是如此。
参考资料:
1.点了35亿美元,烧15壶开水,美国打开的是伊甸园,还是新帝国主义
2.可控核聚变的十个“里程碑” | 甲子光年
3.美国实验室宣称可控核聚变获得重大突破,是真突破还是骗经费?
原文标题 : 新材料情报NMT | 热点 | 可控核聚变:清洁能源的崛起