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觀焦點:核聚變中粒子行為“出人意料”,為設計激光聚變能源提供見解

2022-11-17 05:44:44 科技日報


【資料圖】

研究示意圖。圖片來源:《自然·物理學》

科技日報記者?張夢然

英國《自然·物理學》雜志14日發(fā)表的一篇論文中,美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室科學家團隊基于實驗結果認為,離子(帶凈電荷的原子)在聚變反應中的行為不同于此前預期。這些發(fā)現或為未來設計激光聚變能源帶來新見解,而了解粒子“出人意料”行為的根本原因,對于實現穩(wěn)健和可重復的點火可能非常重要。

位于勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的美國國家點火裝置是目前最大、最復雜的慣性約束聚變裝置,主要任務是產生高能量的聚變反應,其實現要依靠激光系統(tǒng)中心的微型腔體和燃料膠囊的精密工程。

在激光聚變實驗中,激光加熱由氘和氚離子組成的燃料,形成等離子體,從中各離子間發(fā)生聚變反應。這一反應產生的能量加熱燃料帶來更高溫度,從而創(chuàng)造出更多反應,導致失控過程(熱核燃燒)。

為了進一步在燃燒等離子體中探索這些反應,物理學家阿拉斯戴爾·摩爾、艾德·哈托尼及他們的同事,此次通過分析聚變反應中產生的中子的分布,測量了氘和氚離子的溫度。與過去非燃燒等離子體的實驗相比,研究團隊觀察到了更多具有更高能量的離子,這表明等離子體在熱核燃燒開始時行為不同。

在一篇同時發(fā)表的新聞與觀點文章中,意大利羅馬大學物理學家斯蒂法諾·阿特贊尼總結說,“燃燒等離子體的實現不僅是走向聚變能源漫長道路中的重要一步,也開辟了調查未經探索的物質條件的道路,帶來的成果有時會出人意料?!?/p>

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關鍵詞: 出人意料

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