2009-01-05
能源危機促使人類尋找替代能源。美國科學家希望通過模仿太陽中心核聚變發(fā)能原理,打造出微型“人造太陽”,為將來探索新能源帶來希望。與實驗有關的建設工程耗資17.5億美元,預計將在明年春季完成。
模仿太陽
加利福尼亞州利弗莫爾市“國家點燃設施”項目的科學家負責這項研究實驗。
“國家點燃設施”負責人埃德·摩西說,試驗中,研究人員將試圖在實驗室環(huán)境下點燃一個微型人造“太陽”并觸發(fā)熱核反應。
實驗目標是創(chuàng)造出1億攝氏度以上的溫度和比地球上任何地方大數(shù)十億倍的壓力,而產(chǎn)生這些溫度和壓力的來源只是相當于針尖大小的一點氫燃料。這一過程同太陽中心產(chǎn)生能量原理相似,因此實驗被稱為“人造太陽”。
英國報道,如果實驗成功,科學家將向著建立現(xiàn)實核聚變發(fā)電站邁出第一步。
實驗原理
根據(jù)實驗原理,在一個面積有3個足球場大小的特定實驗室中,一束紅外線激光將經(jīng)過總厚度約1.6公里的透鏡、鏡片和放大鏡折射,變成一束擁有一只家用電燈泡100億倍能量的激光。激光隨后分解為192束紫外線,匯集到實驗室中央一個密封艙內(nèi)。當這些激光撞擊密封艙內(nèi)部時,產(chǎn)生的高能量X射線在數(shù)十億分之一秒時間內(nèi)將壓迫密封艙的氫燃料微粒,直到它的外殼爆炸。
氫燃料外殼爆炸同樣會產(chǎn)生一種持續(xù)壓迫燃料的反作用,直到核聚變產(chǎn)生,釋放出巨大能量。
自從愛因斯坦1905年提出相對論以來,科學家們一直寄希望利用核聚變獲取巨大能量。根據(jù)愛因斯坦的理論,1克物質(zhì)所含能量足夠點亮2.85萬只100瓦燈泡一年之久。
潛力巨大
核聚變迄今只在核武器和高強磁場產(chǎn)生的不穩(wěn)定等離子中成功應用。
如果一切進展順利,“國家點燃設施”可實現(xiàn)用激光每5小時引發(fā)一次核聚變。不過,這與建造一座核聚變發(fā)電站尚存在不小距離,后者要求激光每秒引發(fā)10次核聚變。
“國家點燃設施”正同英國拉瑟福德·阿普爾頓實驗室合作籌建核聚變發(fā)電站。工程名為“高能激光研究”,目標是實現(xiàn)用激光幾分鐘引發(fā)一次核聚變。