发展核聚变能的障碍已被扫清

<正>在一份最新的报道中披露,用激光产生聚变能的主要障碍已被扫清,这可能预示着一个大规模能源生产新时代的到来——"受控核聚变能产生如同太阳内部的环境,这一目标很久以来就被认为可能是一项根本性的能源革命。但是,在将强大的激光用于聚变能时,还存在一些疑惑,因为由激光所产生的"等离子体"会阻断聚变的进行。而《科学》杂志上的一篇文章认为,等离子体问题还远     

对受控核聚变研究途径的再思考

本文将目前受控核聚变的研究途径分成三大类 :磁约束核聚变 (MCF)、惯性约束核聚变 (ICF)和非常规核聚变途径 .并对三类聚变途径进行分析讨论 ,指出在研究受控轻核聚变时应该结合对原子核结构的研究 ,重视对非常规核聚变途径的探索 ,尤其是对 μ子催化核聚变的研究 .文章还指出了下一步 μ子催化核聚变的主要研究方向 .     

凝聚态核科学的实验研究

自1989年弗莱希曼(M.Fleischmann)和庞斯(S.Pons,下面合称二人为弗-庞)宣布发现氘-氘(D-D)冷核聚变以来[1]."冷聚变"这个充满争议的研究领域已经形成有二十多年.如今,该领域的研究范围已远远超出核聚变,包括了一大类无法解释的,在凝聚态中发生的核聚变、核嬗变以及核反应截面增高等异常现象,通称为凝聚态核科学.     

美国能源部启动惯性聚变能项目

<正>继2022年劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的核聚变实验里程碑之后，美国能源部正在建立新的科研中心，以便激励私营部门在激光驱动氢燃料压缩上取得进展。2023年5月，美国能源部聚变能科学项目宣布公开征集专注于惯性聚变能（IFE）的提案。几十年来，美国能源部一直支持通过压缩小型氢燃料标靶来诱发核聚变的研究，不过那是通过核武器研究项目来实现的。去年劳伦斯-利弗莫尔国家实验室在激光核聚变点火实验取得成功之后，人们对资助能源生成技术研发的兴趣增加不少。     

核聚变将最终成为未来的能源吗?

由于地球上的聚变燃料储量丰富,人们寄希望于可控核聚变能够最终成为人类未来能源的终极供应者,但经过几十年的发展,人类仍未完全掌控可控核聚变技术.本文介绍了核聚变基础知识及可控核聚变技术的发展现状,力图对这一技术有更加清楚和全面的了解.     

ITER:电缆试验引发的担忧

国际热核聚变实验堆(ITER)聚变机心脏部位超导电缆的退化,有可能会造成进一步延误的危险。三大洲的科学家正在着手弄清一个有关世界上最大的聚变实验项目——ITER超导电缆潜在的严重问题。《自然》杂志获悉,对ITER强大的中央磁铁电缆所做的初步检查显示,由于其退化过快可能已无法使用。如果悬而未决,则此问题会使多年来已饱受技术之困和预算挫折的项目在未来再度延迟(参见本期"聚变实验堆工期延误引人忧虑"文)。     

面向聚变堆的托卡马克稳态先进运行模式的发展

人类文明和经济的持续快速发展有赖于新能源的发现和广泛应用。清洁、高效、几乎无尽的核聚变能源可以成为当前化石能源的有效替代,能够成为人类的终极能源。名为托卡马克(Tokamak)的磁约束装置是当前人类用于研究核聚变产生能源的主要方式之一。为了提高其运行的安全性和经济性,科学家们设计了多种能够使聚变等离子体长时间稳态运行的先进运行模式。这类运行模式的长足发展依赖于高温等离子体物理和核聚变相关技术等领域的研究进展,尤其是对于自举电流和外部驱动电流的研究。托卡马克稳态先进运行模式将成为未来国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER)和中国聚变工程实验堆(China Fusion Engineering Test Reactor,CFETR)主要的运行模式。     

受控热核反应与等离子体物理

早在三十年代以前,正当原子核物理发展的初期,就已发现轻核聚变反应释放能量的现象。不久又发现轻核聚变是星体能量的主要来源。但是这种能量在地球上的受控和利用(聚变反应堆)直到现在还未研究成功,而利用后来才发现的重核裂变反应设计出来的原     

热核聚变与冷核聚变

能源问题是世界面临的重大问题之一。数百年内,目前的主要能源都将被消耗殆尽。核能中的聚变能被视为人类的最终能源,但由于热核聚变反应条件十分苛刻,至今尚未取得进入实用阶段的突破性进展。因此,实现室温下核聚变的消息一经宣布,立即就导致席卷全球的冷核聚变热。本文从核能利用的原理、聚变反应实现的条件和目前的实验装置等方面对核聚变作了介绍,同时还介绍了冷核聚变研究的情况。     

激光点火燃烧核燃料获得重大突破

正[本刊讯]近日,美国劳伦斯一利弗莫尔国家实验室在Science和Physical Review Letters上发表论文,宣布他们的激光惯性约束聚变研究工作获得重大突破,实验中发现了激光点燃核燃料的迹象,核聚变反应释放出的能量比燃料(用于引发核聚变反应)吸收的能量多,核聚变反应产生的能量约是以前记录的10倍。核聚变是1930年代发现的核反应现象。两个质量很小的原子核发生反应,在合成一个质量更大的新原子     

为什么要造第二个“太阳”

正从2020年12月4日HL-2M在成都建成并实现首次放电,到2021年5月28日EAST创造新的世界纪录,近年来,我国核聚变发展取得重大突破。那么,究竟什么是"人造太阳",为什么要造第二个"太阳"?中核集团核工业西南物理研究院(下简称"西物院")聚变科学所副所长钟武律一一为你解答。     

依靠恒星的动力来满足我们的能源需求

核聚变能源产业能带来人类历史大突破,意义堪比人类掌握了电力的使用. 我们称为核聚变的过程能在宇宙某处产生大量能量.倘若你想要证据,你只需要看一下夜空:夜空中的每个亮点都是一台天然的核聚变动力反应堆.几十年来,科学家一直试图将恒星的动力源带到地球上,而在2022年2月公布的一项令人震惊的研究结果中,位于牛津郡的卡勒姆聚变...     

电子屏蔽和离子间关联对Pd-D系统中氘核聚变率的影响

van Siclen Dew和Jones曾计算过,自由氘分子的核聚变率为～10~(-70)/s,远小于可观测的水平(10~(23)/s)。但对钯等金属内的氘,考虑了离子间的关联作用后,其聚变率有显著提高。然而,只考虑电子屏蔽效应或离子间的关联作用,在通常条件下聚变率均达不到可观测的水平。本文同时考虑了电子屏蔽作用和离子间关联作用对氘核聚变率的影响。     

惯性约束聚变

为获取取之不尽、用之不竭的能源,几十年来,世界各国竞相研究受控核聚变.实现受控核聚变的途径有多种,《惯性约束聚变》一文介绍的就是其中的一种,文章对这一领域的研究进展作了评述.     

中国的神光——神光Ⅱ高功率激光实验装置

惯性约束聚变(ICF)研究的长远目标,是实现可控核聚变,为人类提供理想的能源。神光Ⅱ高功率激光装置是由中国科学院、中国工程物理研究院、国家高技术863计划支持的大科学工程项目。该装置是目前我国规模最大、国际上为数不多的高性能高功率固体激光装置,是我国中近期惯性约束聚变重要实验平台。     

美国对核聚变能开发计划作重大调整

经过一年半的广泛讨论,在美国总统科技顾问委员会(PCAST)的意见的基础上,在美国国会的催促下,美国聚变能委员会向美国能源部提交了报告.该报告归纳了各方面的意见,提出一个“聚变能科学计划”,成为美国核聚变能开发政策的重大调整的基础,现已在实施中.原计划的超导托卡马克TPX计划已取消,转而着重研究能减小规模、降低成本,及在经济性和环境保护方面具有吸引力的聚变堆的物理基础及技术问题,并已开始建造水冷铜磁体的球形托卡马克装置NSTX.美国已决定实际上退出ITER国际热核试验堆的建造.这一调整,会给世界核聚变开发研究带来巨大影响.     

自然信息

MIT核聚变装置获重要成果1983年11月3日,美国麻省理工学院(MIT)的环形托卡马克反应堆,即阿尔卡托(Alcator)C,终于获得了聚变能量盈亏平衡所需的最小等离子体浓度和约束时间,这一成功被誉为聚变物理发展三十年     

μ子催化聚变评述

引入到相当冷、致密氘氚混合物中的μ子可以代替原子中的电子,形成μ子分子,这些μ子分子很容易参加核聚变反应。已经取得每个μ子催化引起～150个聚变的产额,重新唤起了μ子催化聚变作为一种可能能源的兴趣。     

惯性约束聚变能源与激光驱动器

聚变能源是一种“干净的”几乎取之不尽的能源。研究进展表明,有希望在２１世纪中叶实现商业发电。惯性约束聚变则是实现聚变能源的主要途径之一。８０年代末,美国用地下核爆的辐射能量成功地驱动惯性约束聚变,证实了这一技术路线在科学上的可行性。９０年代以来,一些...     

EAST超导托卡马克

EAST超导托卡马克是我国设计建造的国际上第一个建成的全超导托卡马克实验装置.EAST的建成填补了从短脉冲中型常规托卡马克向长脉冲大型超导托卡马克过渡过程中"中型超导托卡马克"的空缺.EAST具有国际热核聚变实验堆(ITER)类似先进技术,具有与ITER类似的超过1000 s的长脉冲高参数运行能力,是未来10年国际上极少数有能力在高参数条件下开展长脉冲聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台.EAST已经取得了超过400 s的偏滤器位形等离子体以及稳定重复的超过30 s的长脉冲"高约束模"等离子体,创造了新纪录.EAST致力于解决ITER及未来聚变堆高性能稳态运行相关的关键物理和工程问题.这些研究将为中国未来聚变实验堆的设计和运行提供重要的依据,并为未来建造稳态、高效、安全的托卡马克类型的聚变反应堆提供重要的工程技术和物理基础.