美國科學家試驗用等離子體噴槍實現核聚變
美媒稱,通過把氫原子碰撞到一起,進而產生無窮無盡的能量,還能實現零排放。幾十年來,這一直都有幾分癡人說夢的味道。如今,科學家們可能向獲得可行的核聚變能邁進了一小步,這要歸功於一項充滿未來主義色彩的實驗和幾十支等離子體噴槍。
據美國趣味科學網站10月22日報導,在可能讓核聚變能成為現實的實驗機器上要裝36支等離子體噴槍,其中18支已安裝到位。這些等離子體噴槍是美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室PLX實驗的關鍵組成部分,該實驗為解決該問題使用了新方法。如果成功的話,PLX實驗將把現有的兩種單質子氫原子撞擊結合形成雙質子氦原子的方法合二為一。在此過程中,每單位微粒的燃料可產生巨大能量,遠遠超過分離重原子(即核裂變)所產生的能量。
核聚變的潛力在於,它能產生大量能量。但核聚變的問題在於,目前還沒有人知道如何以有效的方式製造出這種能量。
PLX實驗旨在將兩種方法合二為一。其中一種方法叫做(等離子)磁約束。這就是所謂託卡馬克核聚變反應堆所使用的原理。託卡馬克核聚變反應堆利用強大的磁體來讓核聚變原子在機器內形成的溫度及密度超高的等離子體處於懸浮狀態,以維持其持續進行核聚變而不會逃逸。
第二種方法叫做慣性約束。美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室有一台名為“國家點燃實驗設施”(NIF)的機器,該機器目前就採取這種方法進行核聚變。從本質上講,NIF是一個龐大的系統,用於向含氫的微型燃料電池發射超強激光。當激光擊打燃料時,氫就會升溫,氫會被捕獲在燃料電池內部,隨之發生核聚變。NIF具備可操作性,但它產生的能量並不比其消耗的能量多。
PLX使用磁體來控制氫,就像託卡馬克核聚變反應堆一樣。但讓氫達到核聚變溫度和壓力的方法,是由該裝置的球形室周圍排列的等離子體噴槍噴射等離子體熱噴流,即該方法使用的是等離子體噴槍,而不像NIF那樣使用激光。
這些實驗為研究人員提供了有關等離子流在機器內發生碰撞時的行動狀態的初步數據。