第 216 話:國家點火裝置,能點燃核融合之火嗎?

2020/11/26閱讀時間約 2 分鐘
國家點火裝置。(來源:LLNL)
核融合的消息又來了!
這次不是像之前幾回談到的「托卡馬克裝置」或「仿星器」這種利用磁場拘束高溫電漿的裝置,而是以超高功率雷射脈衝瞬間衝擊核融合燃料,一口氣把重氫與超重氫加熱到數千萬度的高溫,進入「燃燒的電漿」(burning plasma)狀態。這種方式稱為「慣性約束核融合」(inertial confinement fusion, ICF)。
這次的主角是設置於加州 Lawrence Livermore 國家實驗室(LLNL)的「國家點火裝置」(National Ignition Facility)。一共有 192 道功率高達 500 TW(兆瓦),也就是 5 後面有 14 個零的超強雷射同時發出4奈秒(十億分之四秒)的脈衝,擊中包覆在核融合燃料靶材外部的「環空器」(hohlraum),環空器被雷射激發後釋放出X光加熱燃料球到核融合所需溫度。192道雷射脈衝到達的時間誤差必須在數皮秒(一兆分之一秒)以內。
11月23日的「Science」雜誌報導,NIF在多次儀器的重新設計與改進後,燃料球所吸收的能量已經從一開始的 1kJ(1000 焦耳),即將達到 100 kJ,足以在核心部分引發核融合,這是讓研究人員頗為振奮的成果,距離點燃整個燃料球的目標,已經不再遙不可及。
跟磁拘束的裝置比起來,NIF的好處是真的「只要點火」就行了,雖然一開始打入雷射需要耗費不少能量,尤其是瞬間功率真的是大得可怕,不過一旦進入「燃燒的電漿」狀態,之後能量就可以自給自足了。
就跟所有的核融合裝置一樣,NIF 也是被批評為「聽樓梯響了幾十年結果還看不到人」,計畫一延再延,經費也不斷追加,而且它其實是寄生在「核武儲存與維護專案」(Stockpile Stewardship Program)底下的違章建築,每年都面臨被砍掉的危機,到底 NIF 能不能撐到真的點火成功那一天呢?曾任 LLNL核融合能源部門主管的 Mike Dunne 表示「The jury’s out.」(陪審團退庭審議中,表示尚未決定)
這次希望能真的有所進展!不然就要想辦法找「米諾夫斯基博士」來幫忙啦!
NIF還被借去當StarTrek (2013年的 StarTrek: Into the Darkness)的曲速引擎核心的場景,花大錢的研究機構,公關很重要!(ⒸJ.J. Abrams/Paramount Pictures)
#超中二物理宅雜記
#等我征服世界就把電漿物理學列為全人類必修
#生命宇宙與萬事萬物什麼都馬跟物理有關
#話都給我講就好 其之216
為什麼會看到廣告
illustration
贊助支持創作者,成為他繼續創作的動力吧!
超中二物理宅
超中二物理宅
留言0
查看全部
發表第一個留言支持創作者!
從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容