NIF 的靶室(圖片來源:LLNL)
核聚變是兩個輕核結合形成一個較重核并釋放大量能量的過程。自 20 世紀 60 年代以來,LLNL 一直致力于在實驗室環境中使用激光誘導聚變,在實驗室構建了一系列功能日益強大的激光系統,并最終創建了 NIF,被稱為世界上最大、能量最高的激光系統。該設施使用強大的激光束來產生類似于恒星和巨行星核心以及核爆炸內部的溫度和壓力。
12 月 5 日的實驗使用 192 束激光束向氘氚燃料芯塊傳輸超過 200 萬焦耳 (MJ) 的紫外線能量,以產生所謂的聚變點火 - 也稱為科學能量盈虧平衡。該實驗通過向燃料目標輸送 2.05 MJ 能量,實現了 3.15 MJ 聚變能量的輸出,首次證明了慣性約束聚變能量(IFE)的基礎科學基礎。
美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆在取得這一成就后表示:“對于國家點火裝置的研究人員和工作人員來說,這是一項里程碑式的成就,他們致力于將聚變點火變成現實,這一里程碑無疑將激發更多的發現。” 。
據英國《金融時報》報道,印度國家實驗室的科學家們現在第二次在聚變反應中實現了凈能量增益。
INL 表示:“自 2022 年 12 月在國家點火設施首次演示聚變點火以來,我們一直在繼續進行實驗來研究這一令人興奮的新科學體系。” “在 7 月 30 日進行的實驗中,我們在 NIF 重復點火。”
它補充道:“按照我們的標準做法,我們計劃在即將召開的科學會議和同行評審出版物中報告這些結果。”
英國《金融時報》稱,7 月實驗的初步數據顯示能量輸出超過 3.5 兆焦耳。然而,它補充道:“在這種情況下,能量增益只是將產生的能量與激光器中的能量進行比較,而不是與從電網為系統供電的總能量進行比較,后者要高得多??茖W家估計,商業聚變將需要產生 30 到 100 倍激光能量的反應。”
慣性約束是目前正在研究的兩種主要核聚變實驗方法之一。磁約束聚變利用強磁場將熱等離子體限制在托卡馬克等安全殼中。