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起，進而（ér）產生取之不盡、用之不竭的（de）能量（liàng），還能實現零排放——這一核聚變過程，被視為能源生（shēng）產領域的“聖杯”。但幾十年來，這種想法一直都有幾分癡人說夢的味道。

世易時移，隨著科技不斷發展，在（zài）一項充滿未來主義色彩的實驗和幾十支等離子體噴槍的加持下，如今，科學家們可能向獲得可行的核聚變能邁進了一小步。據美國趣味科學網站近日報道，美（měi）國洛斯阿拉（lā）莫斯國家實驗室正在進行一項等離子體線性實（shí）驗（yàn）（PLX），旨在結合目前兩種核聚變方式之（zhī）所長，另辟蹊徑，實（shí）現可控的核聚變。

能源生產領域的“聖杯”

核聚變的潛力在於，它能產（chǎn）生大量能量。因為每當兩個氫原子聚變成氦時，它們中（zhōng）的一小部分物質就轉化為巨大能量。

聚變能具（jù）有資（zī）源無限、不汙染環境、不產生高放射（shè）性核廢料等優點（diǎn），因此（cǐ）一直被視為能源生產領域的“聖杯”。7799天天看影视（men）賴以生存的太陽和其他（tā）恒星一樣，就是一（yī）個（gè）天然的聚變反（fǎn）應堆，幾十年來，人們一直在努（nǔ）力複製太陽的（de）能（néng）量驅動過程（chéng）。

所謂知易行難!有（yǒu）關原理還是很簡單的，但難在實施。核聚變的問題在於，迄今還沒（méi）有人知道如何（hé）以有（yǒu）效的方式製造出這種能量。

目前，世界上有（yǒu）很多氫聚變炸彈（dàn），它們可以在（zài）瞬間釋放出全部能量，然後自我摧毀並毀滅周圍的其他一（yī）切事物（wù）。而現（xiàn）有的核聚變反應（yīng）堆用掉的能量比它們（men）創造的能（néng）量還要多。至今（jīn）還沒（méi）有人（rén）成（chéng）功創造出一種可控且持續的核聚變反應（yīng），使其釋放的（de）能量超過製造（zào）並控製核聚變反應的設施所消耗的能量（liàng）。

目前兩種主流方法

在實現核聚變方麵，目前有（yǒu）兩種主流（liú）方法。

其中（zhōng）一（yī）種（zhǒng）叫做（等離子）磁約束，這也是所謂的托卡馬克核聚變反應堆所用的原理。托卡馬克核聚變反應堆利用強大的（de）磁體，讓發（fā）生核聚變的原子在機器內形成的超高溫（wēn）高密等離子體處於懸浮狀態，以（yǐ）維持其持續進行核（hé）聚變而不會逃（táo）逸（yì）。

現在托（tuō）卡馬克核聚變反應堆中（zhōng）規模最大的（de）要屬國際熱核聚變實驗反應堆計劃（ITER）。這座機器位於法國，重達2.3萬噸，計劃於2035年（nián）竣工。但英國廣播公司在（zài）2017年的報道中指出，鑒於（yú）該項目一直麵臨延期和成本超支等問題，樂觀預測其要到（dào）本世紀50年代才能竣工。

英國《自然》雜誌今年（nián）10月中旬（xún）報道（dào），英國政府近日（rì）宣布（bù），將（jiāng）投資兩億英鎊（2.48億美元）建造全球（qiú）首個商用核聚變（biàn）發（fā）電廠，希望到2040年實現（xiàn）核聚變能源生產的商業化（huà）。

英國擬建的核聚變發電廠“能源生產（chǎn）用球形（xíng）托卡馬克”（STEP）也（yě）將采（cǎi）用托（tuō）卡馬克設計方式。不過，ITER的托卡馬克（kè）是甜甜圈形狀（zhuàng）的裝置；而STEP則將這些超熱的氣體置於更緊湊的蘋果核形狀的裝置中。

第二種方法名為慣（guàn）性約束。美國能源部下屬的勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室內名為“國家點火實驗設施”（NIF）的機器（qì）就采用這種方法（fǎ）進行核（hé）聚變。從本質（zhì）上講，NIF是一個（gè）龐大的係統，用於向含氫的微型燃料電池發射超強激光（guāng）。當激光照射燃料時，氫的溫度會升高，被（bèi）捕獲在燃料電池內部，隨之發生核（hé）聚（jù）變。

NIF具備可操作性，但它產生的能量並不比（bǐ）其消（xiāo）耗的能量多。

PLX另辟蹊徑

據美國物理學會發布的一份聲明（míng）稱，PLX實驗方法與上述兩種方法（fǎ）略有不同。PLX使用磁體來限（xiàn）製氫，就像（xiàng）托卡馬克（kè）核聚變反應堆一樣，但讓氫達到核聚變所需要的溫度和壓力的，是該裝（zhuāng）置球（qiú）形（xíng）室周圍排列的等離子體噴槍噴射的等離子體熱流，即該方法使用的是等離子（zǐ）體噴槍，而不像NIF那樣使用激光。

美國物理（lǐ）學會稱，負責PLX項目的（de）物理學（xué）家們利用已經安裝就位（wèi）的（de）18支等離子體噴槍進行了一些初步（bù）實驗。這些實驗為研（yán）究人員提供了有關等離（lí）子熱噴流在機器內發生碰撞時行動狀態的（de）初步數據。研究人（rén）員們表（biǎo）示，這些數據非常重要，因為在解釋等離子體發生此類（lèi）碰撞時的行動（dòng）狀態這一問題上，目前存在多種互相矛盾的理論模型。

洛斯阿拉莫斯國家實驗（yàn）室稱，研究小組希望明年初（chū）將剩（shèng）餘（yú）的（de）18支等離子體噴槍安裝到（dào）位，並（bìng）在明年（nián）底利用全套（tào）36支等離子體噴槍進行實驗。他（tā）們希望，PLX實驗首創的這種方法可讓科學家們製造（zào）出核聚變能量，並且其生產效率具備實用價值。

本文（wén）出自：國際新聞