高功率激光可圆梦核聚变点火

　　江苏激光联盟导读：
　　极限温度和极端压力相结合，迫使独立的原子融合成氦，从而释放出大量的能量，这就是聚变的重要内涵。近日美国国家点火装置的科学家所追求的惯性约束核聚变有了新突破，无限接近＂点火＂。
　　2021年8月8日，国家点火设施（National Ignition Facility-NIF）的一项实验让研究人员迈入＂聚变点火＂的门槛，实现了超过1.3兆焦耳（megajoules-MJ）的能量产率——比2021年春季进行的实验提高了8倍，比NIF2018年创下的纪录提高了25倍。来源：John Jett，LLNL
　　这项实验是通过将来自NIF的激光（约三个足球场大小）聚焦到一个BB弹（可形成头发直径那么大的热区）大小的目标上来实现的，在100万亿分之一秒的时间内产生超过1亿亿瓦的聚变功率。
　　能源部负责核安全的副部长兼NNSA行政长官Jill Hruby说：＂NIF的这些非凡成果推进了国际核安全局（national nuclear security administration-NNSA）所依赖的科学，使我们的核武器生产现代化，并开辟了新的研究途径。＂ NIF的中心任务是为NNSA基于科学的＂核储备管理项目＂(Stockpile Stewardship Program )提供实验数据、提出科学建议。追求核聚变点火的实验正是这一努力的重要组成部分。它们提供了极其难以获取的重要实验数据，加深了对聚变点火和燃烧基本过程的理解，并丰富了可支持核储备管理的模拟工具。聚变点火也是未来获得高聚变产率的重要途径。
　　LLNL主任Kim Budil说：＂这一结果是惯性约束聚变研究向前迈出的历史性一步，为探索和推进我们至关重要的国家安全任务开启了一个全新的机制。这不仅证明了这个团队的创新、独创性和毅力，也是对几十年来该领域的许多研究人员坚定不移地追求这一目标最好的回报。对我来说，这表明了国家实验室最重要的作用之一——不懈致力于应对最大和最重要的科学挑战，并在其他人可能被障碍所绊的地方找到解决方案。＂
　　洛斯阿拉莫斯国家实验室（LLNL）主任Thomas Mason说：＂在实验室获得热核燃烧的实验途径，是跨越近50年的科研工作的一个重要成果。这将使实验能够比以往任何时候都更严格地论证高能量密度区域的理论、操作模拟，并将使应用科学和工程取得根本性成就。＂ 该实验建立在NIF团队在过去几年获得的若干进展之上，包括诊断方法更新，黑体辐射腔、胶囊壳和填充管中的靶制造改进，激光精度的提高，增加内爆和内爆压缩能量的设计优化。
　　LLNL负责基本武器物理的项目副主任Mark Herrmann表示：＂这一重大进展只有在几十年来众多团队的持续支持、奉献和辛勤工作下才有可能实现，这成功离不开我们实验室早期就开始追求惯性约束聚变的人的努力，也离不开支持LLNL努力的人、工业和学术合作伙伴以及我们在洛斯阿拉莫斯国家实验室和桑迪亚国家实验室、罗切斯特大学激光能量学和通用原子公司的合作者。
　　展望未来，进入这一新的实验体系将激发新的研究途径，并为用于理解点火极限（将燃料加热到发生必要反应所需的温度）的建模提供可能。尽管重复实验的计划需要几个月的时间来执行，但该计划正在顺利进行中。
　　来源：LLNL官网文章，标题为＂National Ignition Facility experiment puts researchers at threshold of fusion ignition＂
　　江苏激光联盟陈长军原创作品！