“人造小太阳”是怎样炼成的

<正>自然界中最容易实现核聚变的地方是太阳,因为太阳发光发热的原理就是核聚变,而且已经持续了50多亿年。我们为了利用太阳核聚变产生的光和热而发明了太阳能电板、太阳能热水器、太阳能路灯和还未实现的太阳能汽车等等,但这远不是利用核聚变能的终极手段。真正的开始,应该是人类去操控核聚变过程,将核聚变这一不可控的过程变成可控的过程。那么,核聚变如何才能从不可控变为可控呢?     

中国环流器一号与热核聚变研究

原子能的应用,是从20世纪中叶核裂变能的军事应用开始的,它将于21世纪中叶以核聚变能的生产应用而达到高峰。我国的热核聚变研究,将以与世界上经济发达国家同样的水平,迎接这一高峰的到来。     

终极能源来了？创纪录意味着什么

正支撑人类社会运转的几乎一切能源,从煤、石油、天然气,到风能、生物能,其本质都是太阳能,而太阳上的能量来自内部的核聚变反应。当人类发现太阳产生能量的原理(核聚变)之后,便找到了无限能源的可能性。全超导托卡马克核聚变实验装置,是人类通过科学技术在实验室里复制一个"太阳",目的就是为了寻找人类未来的能源出路。更重要的是,核聚变技术是一项几乎完美的技术,不会产生污染且近乎于无限使用。未来一旦掌握这项技术,人类将踏入无限能源时代。     

受控核聚变研究的进展和展望

核能包括重核裂变和轻核聚变所释放的能量。核裂变会产生长寿命放射性废物,由于公众的反对意见,它的发展受到了一定阻碍。核聚变能是取之不尽,用之不竭的能源。如果实现以氘为燃料的受控核聚变,则可获取2×10~(11)TW·a的核聚变能,若以每年20TW·a速度消费,则可以使用100亿年。如以氘-氚为燃料,也够使用3000万年。所以受控热核聚变一旦实现,世界能源问题就一劳永逸地解决了。它是相当安全的能源。燃烧等离子体一旦建立,任何运行事故都能使等离子体迅速冷却,从而使核聚变堆在短时间内熄灭。在等离子体中的储能非常低：小于1 GJ。它是相当清洁的能源,不产生化石燃料电站所释放的二氧化碳和氧化氮之类的燃烧产物,也不产生长寿命高放射性废物——锕系元素和裂变产物。氚具有放射性,但它的半衰期非常短,仅为12．3年。因此,从长远看,发展核聚变能源对我国乃至全球解决能源问题都是至关重要的。     

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。     

激光核聚变

激光核聚变是目前国际上的一个重大科研课题。本文从企图实现受控热核反应的角度介绍激光核聚变的向心聚爆方案发展过程及有关的若干物理问题。此外,惯性约束的激光核聚变在军事上的应用已越来越受到重视,本文对这方面的研究情况也作了简略介绍。     

训练人工智能控制核聚变

<正>受到谷歌支持的Deep Mind公司教会一个强化学习算法控制托卡马克核聚变反应堆内部炽烈的电浆。托卡马克（tokamak）是一种甜甜圈形状的容器，设计用来容纳核聚变反应。托卡马克的内部呈现了一幕特别的混沌景象。在极高温下，氢原子互相撞击在一起，产生涡动翻腾的电浆（又称作等离子体），这些电浆的温度比太阳表面更加炙热。解锁核聚变潜力的关键就在于找到聪明的办法来控制和约束电浆。过去数十年来，核聚变一直被认为是未来清洁能源的来源。目前，支撑核聚变的科学理论看起来颠扑不破，所以剩下的就是工程挑战。“我们需要能够将这个物质加热到极高温，让它结合得足够久，让我们从中取得能量。”洛桑联邦理工学院的瑞士电浆中心主管安布罗焦·法索利（Ambrogio Fasoli）说道。     

热核聚变架起了交流之桥

自从1951年,苏联就对热核聚变在民用动力生产方面有特殊的兴趣。当时,年轻的安德列·萨哈洛夫和已故的伊格尔·塔姆草拟了核聚变物理学和热等离子体磁约束原理。由已故的I.V.库尔查多夫领导过的一个小组已着手建造称作“а”的试验性的环形管反应装置。     

核聚变“新贵”

<正>●在风险投资和诸多希望的推动下,可替代核聚变技术研究正在升温。然而,这些替代技术真的能够维持其势头并证明其可行,抑或像之前的一些核聚变梦想一样夭折?要来到世界上最神秘的核聚变研发地之一,参观者必须在加利福尼亚尔湾东部圣塔安娜山脚下的一个办公区域下车,这里是一处占地很大却没有任何标志的美国核聚变研究基地——三阿尔法能源公司(Tri Alpha Energy)所在地。要进入公司总部,参观者必须签署保密协议后     

微波等离子体波导中的第二类E波

1978年,卡皮察在接受诺贝尔奖金的讲演中阐述了除以托卡马克为代表的磁约束装置和激光核聚变装置外,还有他们所开辟的有希望获得受控热核反应的新途径,其装置称为nigotron. 这条途径可称为微波等离子体核聚变,它     

美国宇航局研制核聚变动力

<正>目前核聚变技术依然无法运用到宇宙飞船的动力设计中,但科学家已将可控核聚变写在了近几年的动力发展计划表上。美国宇航局正在发展新一代的推进系统,显然传统的化学能火箭已经无法满足深空飞行的需要。这项新的推进系统需要在2030年左     

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     

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 .     

地球磁场的核聚变起源

本文试图应用地核中可能存在核聚变的假说,尝试解释地球磁场的成因。     

我国核聚变之路任重而道远

<正>众所周知,核聚变能资源无限,能够和谐高效地解决人类社会的能源问题、环境问题,推动人类社会的可持续发展,是人类的终极能源目标之一。核聚变能源的诱惑力如此之大,以至于世界各国都不愿只做旁观者,特别是俄罗斯、美国、日本和欧盟等一些重要国家和国际组织,早已着手布局。我国也不甘人后,数十年如一日地发展研究,开启了核聚变研究的创业之旅与逆袭之路。     

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。     

日本采用真空处理方法证实了冷核聚变

日本电报电话公司最近采用独特的真空处理方式得到了冷核聚变的确切证据。当较轻元素的原子核相碰撞时,会发生核聚变,产生重原子核,并放出巨大的能量。但核聚变向科学家提出的挑战是:原子核带有正电,彼此之间互相排斥,因此必须找到一种方法去克服这一斥力。在热核聚变中,人们是通过加     

当冷核聚变重新被提及时——记美国化学会召开的一次冷核聚变研讨会

重启冷核聚变话题在沉默了18年以后,美国化学会(ACS)对冷核聚变的兴趣似乎再一次升温。今年3月下旬,由ACS在芝加哥举办的一个有关“冷核聚变”的研讨会上,部分与会的科学家声称,这一迹象显示了科学家把关注的目光再一次投向了这一领域;而部分视冷核聚变难以实现的人,仅以一种好奇的眼光来看待这次会议。     

眩目耀眼的光芒——受控核聚变实验纪实

物理学家在致力开拓无限清洁能源道路上迈出重大一步,实验证明受控核聚变技术导向实际应用尚待数十年艰辛探索。     

人工核聚变何日实现

<正>有专家表示,用核聚变为人类供给能源的可行性已经大大增加了。英国政府最近宣布投资2亿英镑用以打造一座核聚变电站,并计划在2040年之前实现此目标。政府及合作企业告诉BBC,他们的短期目标是在5年内使这个能发电的聚变反应堆的示范模型正常工作。尽管如此,这条"聚变发电"之路也是道阻且长。