另辟蹊徑!等離子體噴槍“瞄準”可控核聚變

通過把氫原子碰撞在一（yī）起，進而產生取之不盡（jìn）、用（yòng）之不竭的能量，還能實現零排放（fàng）——這一核聚變過程（chéng），被視為能源生產領域的“聖杯”。但幾十年來，這種想法一直都有幾分癡人說（shuō）夢的味道。

世（shì）易時（shí）移，隨（suí）著科技不斷發展，在一項充（chōng）滿未來主義（yì）色彩的實驗和幾十（shí）支等離（lí）子體噴槍的加持下，如今，科學家們可能向獲（huò）得可行的核聚變能（néng）邁進了一小步。據美國趣味科學網站近日報道，美國洛斯阿拉（lā）莫斯國家（jiā）實驗室正在進行一項等離子體線（xiàn）性實驗（PLX），旨在結合目（mù）前（qián）兩種核聚變方式之所長，另辟蹊徑，實現可控的核（hé）聚變。

能源生產領域的“聖（shèng）杯”

核聚變的潛力（lì）在於，它能產生大量能量（liàng）。因為每當兩（liǎng）個氫原子聚變成氦時，它們中的一小部分物質就轉化為巨（jù）大能（néng）量。

聚變能具有資（zī）源無限、不汙染環境、不產生高放射性（xìng）核廢料等優點，因（yīn）此一直被視（shì）為能源生產（chǎn）領域的“聖杯（bēi）”。7799天天看影视賴以（yǐ）生存的太（tài）陽和（hé）其（qí）他恒星一樣，就（jiù）是一個天然的聚變反應堆，幾十年來，人們一直在努力複製太陽的能量驅動過程。

所（suǒ）謂知易行（háng）難!有關原理還是很簡單的，但難在（zài）實施。核聚變的問（wèn）題在於，迄今還沒有人知道如何（hé）以有效的方式製造出這種能量。

目前，世界（jiè）上有很多氫（qīng）聚變炸彈，它們可以在瞬間（jiān）釋放出全部（bù）能量，然後（hòu）自我摧毀並毀（huǐ）滅周圍的其他一切事物。而現有的核聚變反應堆用掉的能量比（bǐ）它們（men）創造（zào）的能量（liàng）還要（yào）多。至今還沒有人成功創造出一種可控且持續的核（hé）聚變反應，使其釋放的能量超（chāo）過製（zhì）造並控製核聚變反應的設施所消耗的能量。

目前兩種（zhǒng）主流方法

在實現核聚變方麵，目（mù）前有（yǒu）兩（liǎng）種主流方法。

其（qí）中一種叫做（等離子）磁約束，這也是所謂的托卡馬克核聚變反應（yīng）堆（duī）所用的原理（lǐ）。托卡馬克核聚變反應堆利用強大的磁體，讓（ràng）發生核聚變的原子在機器內形成的超高溫高（gāo）密等離（lí）子體（tǐ）處於懸浮狀態，以維持其持續進（jìn）行核（hé）聚變而（ér）不會逃（táo）逸。

現在托卡馬（mǎ）克核聚（jù）變反應堆（duī）中規模最大的要屬國際熱核聚變實（shí）驗反（fǎn）應堆計劃（ITER）。這（zhè）座機器位於法國，重達2.3萬噸，計劃（huá）於2035年竣工。但英國（guó）廣播公司在2017年的報道中指出，鑒於該項目（mù）一直麵臨延期和成本超支等問題，樂觀預測其（qí）要到本世紀（jì）50年（nián）代才能竣（jun4）工。

英國（guó）《自然》雜誌今年10月中旬報道，英國（guó）政府近（jìn）日宣（xuān）布，將投資兩億英鎊（2.48億美元）建造（zào）全（quán）球首個商用核聚變發電廠，希望到2040年（nián）實現（xiàn）核聚變能（néng）源（yuán）生產的商業化。

英國擬建的核聚變發電廠“能源生產用球形托（tuō）卡（kǎ）馬克”（STEP）也將（jiāng）采用托（tuō）卡馬克設計方式。不過，ITER的托卡馬（mǎ）克是甜甜圈形狀的裝（zhuāng）置；而（ér）STEP則將這（zhè）些超熱的氣體置於更緊湊的蘋果核形狀的裝置（zhì）中。

第二種方法名為慣性約束。美（měi）國能源部下屬的勞倫斯·利弗莫（mò）爾國家（jiā）實驗室內（nèi）名為“國家（jiā）點火實驗設施”（NIF）的機器就采用這種方法（fǎ）進行核聚（jù）變。從本質上（shàng）講，NIF是一個（gè）龐大的係統，用於向含氫的（de）微型燃料電池發射超強激光（guāng）。當激光（guāng）照射燃料時，氫的溫度會升高（gāo），被捕獲在燃料電池內部，隨之發生核聚變。

NIF具備可操（cāo）作性，但（dàn）它產生的能量並不比其（qí）消耗的能量多（duō）。

PLX另辟蹊徑

據美國物理學會發布的一份（fèn）聲明稱，PLX實驗（yàn）方法與上述兩種方法略有不同。PLX使用磁體（tǐ）來限製氫，就像（xiàng）托卡馬克核聚變反應堆一（yī）樣，但讓氫達到核聚變所需要的溫度和壓力的，是該裝置球形室（shì）周圍排列的（de）等離子體噴槍噴射的等離子體（tǐ）熱流，即該方法使用的是等離子（zǐ）體噴槍，而不（bú）像NIF那樣使用激光。

美（měi）國物理學會稱，負責PLX項目的物理學家們利用已經安裝就位的18支等（děng）離子體（tǐ）噴槍進行了一些初步實驗。這些（xiē）實驗為（wéi）研究人員提供（gòng）了有關等離子（zǐ）熱噴（pēn）流（liú）在機器內發生碰撞時行動狀態（tài）的初步數據。研究人員們表示，這些（xiē）數據非常（cháng）重要，因（yīn）為在解釋等（děng）離子體發生此類碰（pèng）撞時的（de）行動狀態這一問題上，目（mù）前存在多種互相（xiàng）矛（máo）盾的理論模型。

洛斯阿拉莫斯國（guó）家實（shí）驗室稱（chēng），研究小組希望明年初將剩餘的18支等（děng）離子體噴槍安裝到位，並在明年底利用全套36支等離子體噴槍進行實驗。他們希望，PLX實驗首創的這（zhè）種方法可讓（ràng）科學家們（men）製造出核聚變能量，並且其生產效率具（jù）備（bèi）實用（yòng）價（jià）值。

本文出自（zì）：國際新聞