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美“迷你太陽”或將提供全國四分之一能量

它看起來可能跟任何普通建筑物并沒有太大區(qū)別，但是它緊閉的門后卻隱藏著未來的安全再生能源的答案。在美國加利福尼亞州的利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置(NIF)建設地點，科學家正在向建全球首個可持續(xù)聚變反應堆----“在地球上創(chuàng)造一顆微型恒星”的目標邁進。

科學家希望到2012年他們的這個耗資22億英鎊（35.49億美元）的“迷你太陽”，能成為全球首個可持續(xù)性核聚變反應堆。

向反應堆中心發(fā)射192束激光束，這些光束瞄準的是一個含有氘和氚氣的玻璃目標物。

科研組使反應堆中心的溫度上升到600萬華氏度。

據專家預測，該反應堆將在2020年開始運行，到2050年將有四分之一的美國能源是由核聚變能提供的。

這個反應堆將成為地球上的一個微型“太陽”，它在2020年開始運行時，將為數(shù)千人提供能量。

　　通過過去幾周進行的一系列主要試驗，這項耗資22億英鎊(35.49億美元)的項目又向成功在2012年點燃可操作性聚變反應邁進了一小步。據利弗莫爾國家點火裝置的一個科研組說，11月2日他們朝該反應堆中心發(fā)射192束激光束，用它們瞄準一個包含氚和氘氣體的玻璃目標物。它釋放的能量高達1.3兆焦，這打破了世界紀錄，其核心的最高溫度大約是600萬華氏度。與之相比，太陽中心的溫度是2700萬華氏度。

　　然而這項最新試驗并沒引發(fā)可持續(xù)性聚變反應，不過國家點火裝置的科學家對它的未來充滿自信。國家點火裝置主管愛德·摩西說：“這些試驗結果非常振奮人心。它們讓我們相信，我們一定能實現(xiàn)氘-氚核聚變目標物里的點火條件。”這些研究人員自1997年該設施開始建設起，就一直在從事這項工作。他們希望能在2年內使可持續(xù)性核聚變反應變成現(xiàn)實，這一成果將對地球具有重大意義。

據國家點火裝置的官員估計，核聚變反應堆版本的發(fā)電站原型將在2020年開始運行，到2050年將有幾乎四分之一的美國能量是由核聚變能提供的。國家點火裝置是美國能源部國家核軍工管理局(NNSA)的構想，是世界上最大的激光科學建設項目。在國家點火裝置內部是130噸重的目標靶室，192個激光器發(fā)射的中子，最終將會引發(fā)核聚變反應。

　　靶室里的洞的直徑是10米，用30厘米厚的混凝土掩埋，使192束激光可以進入靶室內。這一過程被稱作正在進行的慣性約束核聚變(ICF)，一旦反應堆被點燃，它將促使目標材料(由一個玻璃球盛放的材料)里產生空前高溫和高壓。靶室里的溫度將會超過1億華氏度，內部壓力將超過地球大氣壓的1千億倍。這些條件與恒星和巨型行星核心的環(huán)境更加類似，而不是位于舊金山東部的一個國家機構里的科研裝置。

　　國家點火裝置是一個面積是足球場的3倍的10層樓高的建筑物的所在地，它不僅是美國能源學家，而且是全球能源研究人員的一個長期夢想。國家點火裝置的一位發(fā)言人說：“為了在實驗室里產生核聚變燃燒和增益進行的長達10年的研究，促使國家點火裝置的構想誕生。目前利用核聚變或原子裂變產生能量的核電站，在過去50多年已經大大增加了發(fā)電量。但是迄今仍未證明利用核子融合燃燒和增益產生能源的方法是可行的。”

　　這位發(fā)言人說：“要想發(fā)生核聚變燃燒與增益，首先必須‘點燃’由氫的同位素氘和氚構成的特殊燃料。20世紀70年代，科學家開始利用強大的激光束進行試驗，壓縮和加熱氫的同位素，使其達到它們的熔點，這一技術被稱作慣性約束核聚變。利用激光束快速加熱，導致目標物的最外層發(fā)生爆炸。根據牛頓的第三定律，目標物的剩余部分在強烈內爆的驅使下，內部的燃料受壓壓縮，形成一個沖擊波，這會進一步加熱中心區(qū)域的燃料，導致可持續(xù)性燃燒，即已知的點火。”

計算機自動控制集成系統(tǒng)所在地國家點火裝置控制室，是模仿德克薩斯州休斯頓美國宇航局的任務控制中心建設的，它是有史以來為科學儀器設計的最復雜的自動控制系統(tǒng)之一。國家點火裝置的一位發(fā)言人說：“它的850臺電腦使激光束的間隔不超過50微米。”

　　核裂變能是核電站采用的形式，迄今為止它已引發(fā)了眾多事故，例如1986年的切爾諾貝利核泄漏事故。然而核聚變能與前者不同，它不僅安全，而且相對還很環(huán)保。國家點火裝置的一位發(fā)言人說：“盡管核聚變是一種核子過程，但是它與裂變過程不同，因為核聚變反應不產生放射性副產品。核聚變能非常有希望成為一種長期的未來能源，因為核聚變所需的燃料在地球上比較豐富，而且它產生的能源比較安全和環(huán)保。”

　　這位發(fā)言人說：“氘是從海水里萃取出來的，氚來自金屬鋰，這是土壤里的一種常見元素。一加侖海水可提供相當于300加侖汽油產生的能量，50杯海水產生的燃料所含的能量，相當于2噸煤。核聚變電站將不會產生碳，而且生成的放射性副產品也比當前的核電站更少，儲存方法也更簡單。核聚變電站的核反應堆失控或‘坍塌’，也不會造成危險。因此，核聚變能將對環(huán)境和經濟都有利。國家點火裝置只是第一步，要達到這個目標，科研人員還要進行更多研究和技術開發(fā)工作。”

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