时光荏苒,一年前人类首次实现核聚变反应的净能量增益,如今NIF项目取得的一系列惊人突破再次将清洁能源的未来推向前行。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的可控核聚变实验,四次成功实现净能量增益。
进入新时代去年12月14日,LLNL首次实现可控核聚变点火成功,输出核聚变能量增益约为1.5兆焦耳。而在2023年7月30日,实验室更是成功实现3.88兆焦耳的输出能量,创下历史新高。这一系列突破性成就使得Nature兴奋地表示,激光核聚变即将迎来一个崭新的时代。
可控核聚变的实现将为人类提供大量无碳清洁能源,彻底改变未来的能源格局。不再有煤和石油燃烧产生的温室气体,不再有危险、长效的放射性废物。这意味着在电气时代,一直困扰人类的能源紧缺问题将成为历史,而人类有望在可控核聚变的恒星级能源中实现前所未有的科技突破。
四次成功点火,连破记录成功背后也有着重重困难。让激光器提供如此巨大能量的真正难点在于,如何保护NIF珍贵的光学元件不受碎片损伤。NIF是唯一一个能在损伤阈值以上运行的激光系统,这得益于实验室研发的光学回收循环系统。
在2023年6月,NIF完成了两项关键改进,包括使用熔融二氧化硅碎片屏蔽和在32条下半球光束线上安装金属屏蔽。这些改进降低了碎片引起的损伤率,使能量输入首次达到2.2兆焦耳,同时输出能量也创下新纪录。其他改进还包括新的抗反射涂层、蒸汽六甲基二硅氨烷(HMDS)处理和光学回收循环容量的增加。这些举措不仅提高了能量,还强化了光学元件。
不仅是能量增加要保持NIF的科学突破,单靠增加能量是远远不够的。激光脉冲的持续时间仅为几十亿分之一秒,需要极高的精确度。为此,团队最近完成了高保真脉冲整形(HiFiPS)系统的部署工作。这个多年的项目可以更精确、更准确地进行脉冲整形,实现更好的功率平衡和对称性控制。
此外,团队还对设施中的光纤进行了翻新,以承受反复的中子暴露。这些光纤用于测量传递给目标的激光脉冲。翻新后,信号强度直接提高了10到100倍,使研究人员能够准确观测激光性能。
挑战与希望从目前的技术水平到实现向电网提供聚变能源,仍然面临着诸多挑战。尽管NIF拥有世界上最大的激光器,但系统效率仍然极低,每次点火中有超过99%的能量在到达目标前就已损失殆尽。为此,美国能源部新启动了惯性聚变研究计划,计划投入4200万美元,在四年内建立三个新的研究中心,共同努力提高激光系统的效率,实现更高产能。
首席科学家Annie Kritcher的成功入选Nature年度十大科学人物更是项目的骄傲。自2012年加入NIF以来,Kritcher一直在带领团队进行实验和数据分析,为实现净能量增益作出巨大贡献。她的卓越能力和团队的努力,使NIF在核聚变领域取得了一次又一次的成功。
可控核聚变,清洁能源的曙光简单来说,核聚变就是将两个轻原子核结合成一个较重的原子核,释放出巨大能量。实现可控核聚变的难题之一是确保能量输出大于输入,并且使过程可持续。NIF点火原理通过激光模仿太阳中心的条件,将氢同位素融合成氦,产生巨大能量。
NIF项目本身也是一个工程奇迹,包含7500个大型光学元件、26000个小型光学元件和66000多个控制点的设施,构成了复杂的模块化装置。工程团队通过精确的设计和测量,确保了光学支持系统的稳定性和精确性,为实现点火提供了坚实的基础。
虽然现在还无法将核聚变应用于发电,但NIF项目的突破已经是人类在60年的尺度上取得的巨大进步。可控核聚变为清洁能源开辟了一条曙光,让我们期待在未来能够迎来更多的科技奇迹。
在核聚变研究这件事上,中美的主要技术路线并不相同。中国和世界研究主流都在托卡马克这条线上,而美国则是个异类。嗯,怎么说呢,中、韩、欧,同时发力托卡马克。按目前进度来说,托卡马克距离实现商用更近,而且近的不是一点。所以,如果不是很了解情况,最好少发这种专业性很强的东西。
中国托卡马克全球领先,距离商用也比美国激光路线领先不是一星半点,不知道你搁这吹个什么玩意?比中国落后的东西也能拿出来吹是我没想到的。托卡马克商用价值分水岭1000秒,如今已经突破400
中国和美国核聚变的差距就是中国现在已经实现了商用时间时长,美国还是瞬发型的,中国已经开始选址准备建造发电厂,美国还在实验怎么延长反应时间,也就十年左右差距吧。
我们中国核聚变早超越美国了
没算激光器消耗的能量,只算激光器打在氢同位素上的能量,这种正增益就是耍流氓
没有时长都等于零,我国62年试爆的那颗瞬间输出能量13800兆焦耳
“尽管NIF拥有世界上最大的激光器,但系统效率仍然极低,每次点火中有超过99%的能量在到达目标前就已损失殆尽。”这句话你们都没看到。
激光激发的核聚变很早就有,甚至被称为桌面核聚变,因为规模很小,容易实现,通常用作科研。但核聚变最终还是要用来烧开水的,虽然还有一种烧锂,但烧开水这个目标最近,最容易大规模生产。激光点燃因为只是一个点参与反应,磁约束是一个环,激光基本上不可能用于烧开水
老美的激光约束核聚变主要用于军事做核扳机的,不是用来发电的。
你确定地球上升的两个摄氏度跟人类活动没关系吗?你认为只是简单碳排放增加二氧化碳的温室气体吗?假如你对比一下18世纪以前人只使用太阳给的能量,但是现在太阳给的能量全部使用又增加了石油煤炭核能的使用。假如把人类使用的非太阳能比喻为另一个太阳的话,咱们现在是被两个太阳照射,所以地球温度持续上升。假如人类无法改变大气散热结构或者说无法把人造温度送出地球的话,就算全部核能代替没有碳排放地球温度还会继续上升。直至人类全部死亡或者减少人造能源使用。这也许就是各国开发太空开发的目的,也许就是意识到地球无法接受很多太阳能以外的能源
米吹!
这总技术需要奇才,现阶段的不行就得充分发挥想象力,把不可能的变成可能。
只说点火能量,怎么不说说持续时间
地球上的可再生清洁能源完全够人类使用,只不过是还没有开发利用罢了。像风能,太阳能,水能,潮汐能,生物质能,雷电能。要开发的很多,单一个水能,只要是有水流动就有能量。现在应该研究蚂蚁,不要研究大象,要用蚂蚁的力量创造出大象的动力,比如用一千万台小型发电机创造出一台亿瓦级电站的电力。
全球的托克马克实验装置包括中国的,都是为ITER服务的。而老美的激光装置原理完全不同,很难说谁领先
中国必须实现它,必须实现它,必须实现它!不管美国这个是不是真的!
没什么卵用,我们下一代核聚变已经在施工了,十几年内可以实现自持发电。再下一代就是商业化了[得瑟]
承认别人优秀在这里看来真的很难
他山之石,可以攻玉
用不了二十年核聚变可以商业化,用不了五十年核聚变发动机将驰骋太阳系。
棒棒还说它研发出了常温超导材料呢[得瑟]
如果这个能研究成功,就是最伟大的发明了,人类文明将迈入一个新时代
何德何能一群还挣房贷的人讨论的这
没必要吵,中美两国选择了不同的路,都有一大堆无法解决的难点,可控核聚变实现稳定长时间运行且输出能量大于输入能量才可以商用,毛估估30年内没啥希望,现在吵架太早了点
能不能发明一种物质媲美电能。比方说,柴油机,电机。
量产核聚变反应堆要是能做得比煤气罐还小,就可以把煤、石油、天然气彻底变成化工原料了![笑着哭][笑着哭][笑着哭]
突破了万分之一,还有9999步难度
希望中国广核和核电两家加油啊,等着股票大赚呢[呲牙笑]
有可能已经成功了,就是不放出来,要不美元石油就没用了,美元霸权没了割不了世界羊毛
跟我预测的方式一样[呲牙笑]但是我也说过这种方式是大型化的。要想小型化,我再预测必须用质子电子和中子源,由这3个源提供的质子电子和中子,在一定条件下组合成氦原子,就可实现小型化核聚变。托克马环注定只能实验,无法投入实用。
真搞出来8成也是美国先搞出来,全世界优秀的人才都往美国跑,美国实验条件又好。
这么牛逼吗??有我们国七排气筒牛吗??
曙光在前头,青山跑死马🐴,还很遥远!有外星人的技术为何不用,做成飞碟状就全解决了![呲牙笑]
俺们可以另辟蹊径,直接把太阳拉过来的哇
鹰酱画饼 兔子烙饼
一个全是由偷税漏税坑蒙拐骗偷抢的滋本家组成的大以西撕[得瑟]的技术有突破?突破不可能的抢来的新技术是真正的[得瑟]
可控核聚变的关键技术,就投4200万美元,这是公关费用吧?
中国已经掌握了呀?美国是小偷,要注意。
美国太伟大了。
我认为已经研究出了可替代能源,只是经济被原始能源把控,新能源胎死腹中。
核动力电池。
哪个专家说过,科学无国界,让老美分享一下。
间谍文章,套路中国信息…[点赞][点赞]
遥遥领先
美国这个技术路线主要是造小型聚变武器而不是为了发电
其实美国这玩意是咱们中国玩剩下的了,只不过我们比较低调而已
[笑着哭]世界第一科技的日本呢。。
常温超导咋没有一点动静了[笑着哭][笑着哭],不是说能改变世界来蛮[笑着哭]
50年后都没变现,持续0.001秒有个卵用
输入能量小于输出能量这就是人家领先的地方。
世上应该没有十全十美的事
总感觉科幻电影里的东西迟早会真的出现!
凑热闹!一看,才知道自己学识浅陋!
前段时间还有帖子说,中国托卡马克遥遥领先于世界,有没有真正懂行的老铁,客观中立的科普一下?
偷的中国技术[点踩][点踩][点踩]
第一壁材料?
这玩意很长时间就别想了,目前最靠谱的的还是国内已经商用的钍堆,未来小型化应该能上飞机。
不要小看美国的核聚变模式!那种模式结构简单,直接就能拿来当发动机!多一条路走路不好吗?托卡马克设施总感觉难度太大。
中国必须走在前面,
4200万美元够干嘛的?
美国喜欢搞PPT,
降息,之前得有点消息顶[静静吃瓜]
美国又一次登月
类似老美的室温超导突破,温度是大幅提升了,压力要成千上万倍常压,有什么商业意义可言?
论科学氛围,还是不如对面啊
美国那玩意,只算了最后阶段的输入能量和输出能量,如果把加速粒子的整个过程和损耗全都算上,能量输出比还没东方超环的十之一二。。商用个毛线,也就做做实验。
不是中国发明的吗,怎么跑到美国去了
大型吹牛比赛,用的还是美国CPU
特卡切夫腾跃
星际穿越因这一成果会变成现实!
以后的人类都含着太阳出生
我们中国的托卡马克还未实现净增益,美国的激光核聚变先实现了,虽然说托卡马克核聚变离商业化近一点,但仍然困难重重,在我看来五十年内中美两国都不可能实现核聚变发电的商业化,至于谁先突破谁先成功仍然很难说!
火药[笑着哭]
可控核聚变理我们还太远,不是技术不行,是基础科学没有到位,大厦没有基础只会倒塌
要用容器困住太阳,想想就知道多难
美国是地球毒瘤。
这么多想改变中国人认知的人啊,一群不懂装懂的人啊,任凭你们说的怎么厉害,关键是可控
不能持续的都是垃圾技术
扯淡,激光点火这种方式实际上验证下一种氢弹爆炸方法,跟可控没多大关系
我就想看看一个帖子能炸出多少美分[得瑟]
这以后烧开水就更方便了[呲牙笑]
对老百姓有什么实用价值吗?? 电池便宜?油价能便宜吗?电费能便宜吗??
这么说美国控制了新的能源 未来依旧主导全球
小说慢慢要成现实了
能不能跳过烧开水这个环节?再牛的能源科技最后都是烧开水,太LOW了
我不关心这些,只考虑什么时间能泡一下图五那个美国妞[红脸笑]
如果霉国是沙特,会全世界灭了此类科学家。
明天中国又有重大进步
石油大亨:你们说我们会不会让这个东西上市?
是清哗高材生出力的吗?
所以简单来说,核能发热而热能只能通过水来转化成动力?为啥不能直接热转换成动力非得需要介质?如果不能直接转换那宇宙飞船星际旅行得带个大水包?所以星际大航海几乎不能实现?
会不会boom
拿其中一个数值说事,科学无国界,你们是科学家无下限啊!!!
未来事未来说
我要是把轨道炮造出来了,可以进中科院吗?[得瑟][得瑟][得瑟][得瑟][得瑟][得瑟][得瑟][得瑟][得瑟]
美国是地球第一强国没错的,就这么牛。中国尺码100年才允许才能和她平起平坐
这里怎么聚集了这么多的核专家。
大家都在搞,结果考验的是材料![笑着哭][笑着哭][笑着哭]
谁来解释一下,磁约束的核聚变目前是如何导出能量的?[笑着哭][笑着哭][笑着哭]
反思怪快出来