NIF 發射 500 兆瓦鐳射,鐳射式核融合又更進一步

Andy Yang
Andy Yang
2012年07月16日, 晚上 09:07
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NIF sets record with 500 TW laser shot, lab-based nuclear fusion not far behind

核融合
應當是目前世上為數不多投入、技術難度和潛在收穫都無比高昂的先進科技之一,而在火力、核能都受到質疑,風力、太陽能等替代能源又不能完全替代上的今天,盡快將核融合技術推向實用,成為了間不容緩的課題。核融合需要將原料的原子核壓迫、靠近到一定的程度,才能克服自然的互斥效果(原子核都帶正電)讓它們「融合」在一起,釋放能量。在太陽中可以靠重力達成這個目的,但在地球上顯然是無法產生像太陽那樣的重力的,因此只能用增加原子核動能(即溫度)的方式,讓它們撞在一起。

目前主流的方法有兩種,一個是用甜甜圈型的電磁場,將帶正電的原子核(電子因為高熱已經被扯離原子核,形成電漿)封閉在反應爐環狀部份的中心,並且發生反應;另一個則是用高能鐳射點燃燃料球,利用燃球爆炸時瞬間產生的震波,促進燃料球內核融合的發生。NIF(國家點火設施)採用的技術正是第二種,經過這兩三年來逐步的調整,終於達成了 192 條鐳射從四面八方同步發射,總輸出 500 兆瓦的目標。這個瞬間功率是美國全國任一時候的用電的 1000 倍以上,而鐳射輸出的總能量 1.85MJ 也是其他鐳射系統的百倍以上。

現在有了達到需求的鐳射,下一步就是真正的「點火」了。核融合其實本身並不困難(常有看到報導說有人在家中完成核融合實驗),難的是讓輸出的能量大於輸入的能量,使核融合能自行繼續下去。在磁圈限制型的核融合爐技術碰壁的今天,NIF 的初次點火對於核融合的未來有著舉足輕重的地位。包括英、法、俄、日、中等國都有建立實驗型核融合爐的計畫,而 NIF 的成敗將是後續發展無比重要的關鍵。
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