据《自然》杂志网站及美国物理学家组织网3月22日(北京时间)消息称,世界最大激光器、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置(NIF)近日所发射出的激光在经过最后一个聚焦透镜后,达到了2.03兆焦,在一举打破纪录的同时,也成为世界上首个2兆焦能量的紫外激光,其最终投向靶室的192束激光束射出了1.875兆焦(MJ)的能量。尽管超过了其1.8兆焦的设计能力,但激光系统并未有多余的损坏。
NIF位于加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室,自2009年5月落成以来一直无人能挑战其世界上最大的激光聚变机器的身份。它能产生类似恒星内核的热与力,设计目的是使美国在无需核试验的情况下保持核威慑力。但在军事用处及探秘宇宙天体外,也一并肩负了伟大的清洁能源之梦——超高能量的紫外激光聚焦于小小的氢燃料球,有望让人类于实验室里取得核聚变能源,一种近乎“取之不尽用之不竭”的清洁能源,这在以前是想都不敢想的事。
2010年10月,NIF完成了其首次综合点火实验,激光系统向低温靶室发射了1兆焦激光能量,这已经是当时世界第二大的罗切斯特大学激光实验能量的30倍之多。而近日,其再次打破了自己的纪录。据NIF主任埃德·摩西介绍,2.03兆焦的激光在经过光学损耗后,射于靶室正中心的为1.875兆焦,激光部件的损坏小于模型测试,且激光器在36小时之后又可以再次发射出创纪录的一击。不过,本次实验只为证明性测试,目标靶室是空的,但究其意义仍不失为聚变能源探索之路上的一座里程碑。
研究人员不肯透露何时会将这种能级的激光射向装有燃料的聚变舱。而在真正“点火”中,即是将强烈激光射向燃料小球,聚变舱的内部瞬间压缩,致使燃料球发生爆裂引起燃料发生的核聚变反应产生巨大能量。NIF的研究人员曾指出,该激光器就是成为第一个突破平衡点的设施——在聚变反应中,产生的能量大于所消耗的能量,实现“能量增益”,完成聚变点火。
极客网站Geekosystem在报道该事件时发表评论称,尽管目前人类距离拥有“死星”(《星球大战》中能够摧毁一颗行星的超级武器)的能量还有相当长的路要走,但2兆焦激光“点火”的实现,还是让技术发展向实现可控核聚变更近了一步。
美国国家点火装置是兼顾了“国家安全利益与科学发展”的典范。它初衷是用来模拟核爆,这家伙加上本文中一笔带过的罗切斯特大学激光器,都是美国“无爆炸核试验”不可或缺之部分。但这套配置也有较高的可用增益,让人们广泛注意到它更具魅力的一点——实现核能发电——只要每秒钟能发生三四次那种小燃料球内的爆炸,且给它连续不断地爆下去,释放的能量就媲美百万千瓦级的发电站了。现在的激光能量即便已强大到可怕,但我们看那个二次点火的时间,离目标还远着呢。要以此来改变世界能源困局,或是改变世界能源格局,皆路漫漫兮。(记者张梦然)