美國LLNL實驗室首次實現核聚變反應凈能量增益，人造太陽可能成真。

爆炸性新聞！人類有史以來第一次實現了核聚變反應的凈能量增益。

凈功率增益，即產生的聚變功率與用于加熱等離子體的功率之比。

美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室，從一個實驗性的核聚變反應堆，使核聚變反應產生的能量超過了這個過程消耗的能量。

這意味著人類離人造太陽的目標又近了一步。

化石燃料和傳統核能可能會退出歷史舞臺！

核聚變的凈能量增益意味著什么。

核聚變到底是什么。

簡單來說，就是兩個輕核結合成一個更重的核，并釋放出巨大能量的過程。

眾所周知，萬物都依賴于太陽，太陽是地球上一切生命的源泉太陽的能量從哪里來

就是核聚變。

在這個熱核反應中，兩個氫原子碰撞聚合成氦原子，氦的質量比原來的氫原子略小。

所以根據愛因斯坦的簽名E = MC質能方程，這個質量差會轉化為能量爆炸。

在太陽的核心，每秒鐘發生6.2億噸氫的核聚變。

這種能量使我們人類能夠生存。

理論上，只要有幾克氘和氚的混合反應物，就有可能產生一萬億焦耳的能量，這大約是發達國家一個人60年內所需的能量。

既然核聚變能產生這么大的能量，我們人類能不能DIY這個過程，造一個人造太陽。

是的，科學家們早就這么認為了。

自從人類開始和平利用核能的研究以來，如何在可控的條件下利用核聚變產生的能量一直是人類的終極目標。

但是使用核聚變最大的一個問題是核聚變過程本身也會消耗巨大的能量如何才能使核聚變反應釋放的能量大于輸入的能量，并使這一過程可持續

自20世紀50年代以來，無數物理學家一直希望從核聚變中產生比消耗更多的能量。

如果攻克了這個最大的難題，人類將有可能在歷史上首次獲得海量的無碳清潔能源，徹底改變未來的能源路線圖。

也就是說，到那時，不再有煤和石油燃燒產生的溫室氣體，不再有危險而持久的放射性廢物——人類將獲得真正的清潔能源！

現在看來，這個謎題的第一步已經解開了。

據英國《金融時報》報道，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室從一個實驗性核聚變反應堆中獲得了凈能量增益，使核聚變反應產生的能量超過了這一過程中消耗的能量。

消息人士稱，這種反應產生的能量是消耗能量的120%，至少有兩名研究人員證實了這一消息。

一位資深核聚變科學家告訴《華盛頓郵報》:對我們大多數人來說，這只是時間問題。」

核聚變反應產生的能量約為2.5兆焦，約為激光中2.1兆焦的120%目前具體數據還在進一步分析中

美國能源部和LLNL的發言人都表示，他們目前無法對《金融時報》的報道發表評論，但美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆表示，將在今天晚些時候宣布一項重大科學突破。

核聚變專家亞瑟·泰勒博士表示，如果這一結果最終被證實，我們將見證一個歷史性的時刻。」

四次復發全部失敗，人類科技被直子鎖定。

事實上，以前的科學家已經見證了這一奇跡。

2021年8月，LLNL宣布了一項重大突破:創紀錄地產生了超過10萬億瓦的高能聚變能量——盡管持續時間不到一秒鐘。

該裝置的初始光子脈沖被放大并分成192束紫外激光束后，在不到40億分之一秒的時間內以約1.9兆焦耳的能量擊中目標，創造了只有在恒星和熱核彈中才能看到的溫度和壓力。

面對如此強大的脈沖能量，原子核會因核聚變而釋放出一系列的粒子，產生更多的聚變和更多的粒子，從而形成持續的聚變反應。

根據定義，當聚變反應產生的能量超過消耗的能量時，就可以成功點火。

在8月的實驗中，核聚變反應產生的能量已經占到輸入能量的70%，可以說非常接近點火。

可是在接下來的四次實驗中，當時的結果卻無法重現。

其中效果最好的也只達到了八月實驗產生能量的50%。

對此，根據研究人員的分析，由于目前處于聚變點火臨界點附近，不同實驗之間微小的，偶然的差異都會對結果產生巨大的影響。

從一次次重復實驗的失敗不難看出，研究者在很長一段時間內仍然無法準確理解，操縱和預測這樣的高能實驗。

就連我的朋友氯甲烷也調侃道，我覺得人類的科技可能真的被直子鎖起來了。

為什么核聚變復制這么難。

為什么人類繁殖核聚變這么難。

這要從核聚變反應的條件說起。

核聚變發生在一種叫做等離子體的物質狀態中。

等離子體是一種由正離子和自由運動的電子組成的高溫帶電氣體，具有不同于固體，液體和氣體的獨特性質。

從左到右:固體，液體，氣體，等離子體

為了實現聚變，原子核需要在超過1000萬攝氏度的極高溫度下相互碰撞，才能克服相互間的電斥力。

一旦原子核克服了這種斥力，彼此靠近，它們之間的核引力將超過電斥力，從而使它們能夠實現聚變。

為此，許多原子核必須被限制在一個小空間內，以增加碰撞的機會。

在太陽中，有一個巨大的引力，這個引力產生的極端壓力正在為核聚變創造條件。

在太陽內部，氫原子被加熱到等離子體狀態，電子不再圍繞質子旋轉，然后釋放的原子融合形成氦原子和中子，釋放出巨大的能量。

但是太陽中有很大的引力可以誘發核聚變，而我們人類沒有這樣的自然條件。

在地球上，要想讓氘和氚聚變，需要超過1億攝氏度的溫度和強大的壓力，還需要足夠的約束來保持等離子體和聚變反應足夠長的時間。

現在，我們的人體實驗已經非常接近核聚變反應堆所需的條件，但仍需要提高約束性能和等離子體穩定性。

來自50多個國家的科學家們不斷試驗新材料和設計新技術。

但是，正如我們上面看到的，很多實驗都實現了聚變，但是并沒有實現凈功率增益。

這一突破是否意味著我們將使用純清潔能源不完全是

首先，即使從數據上來看，120%的能量凈增量還是遠遠不夠的根據科學家的估計，核聚變技術如果要付諸實踐，能量輸出至少要比入射激光高幾倍

而且這個實驗中NIF的激光效率極低，也就是說，提供給激光器的能量，實際上只有一小部分進入了激光束，實際上參與了刺激核聚變的反應，大部分能量被浪費掉了。

按照這樣的轉換效率，即使未來的激光器能進一步提高轉換效率，離100%的核聚變應用還有一段距離。

至少，我們實現了從0到1的一步。

中國新一代人造太陽又有進展了。

建造人造太陽的不僅僅是美國科學家。

早在20世紀50年代，中國也開始了可控核聚變的研究。

與LLNL采用的慣性約束聚變方法不同，迄今為止大多數核聚變研究都采用了名為托卡馬克的環形反應堆。

其原理是:在反應堆中，氫氣被加熱到足夠高的溫度，使電子從氫核中被剝離，形成等離子體磁場等離子體被捕獲在一個環形裝置中，原子核融合在一起，以中子的形式釋放能量向外飛行

日前，由中核集團核工業西南物理研究所自主設計建造的新一代人造太陽建成并首次放電。

2022年10月，相關研究再次取得重大進展——HL—2M等離子體電流突破100萬安培。

這不僅創造了我國可控核聚變裝置運行的新紀錄，也標志著我國核聚變的研發從聚變點火向前邁出了重要一步。

HL—2M裝置是中國目前最大，參數最高的托卡馬克裝置。

核心參數是等離子體電流強度，百萬安培的等離子體電流是其聚變能量的必要條件未來，托卡馬克聚變反應堆必須在兆安級穩定運行

這一突破意味著該裝置未來可以在1兆安培以上的等離子體電流下常規運行，對我國聚變堆的自主設計和運行具有重要意義。

總結

根據消息顯示，勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室這一實驗的重大宣布將由美國能源部在太平洋時間周二早上7點，也就是北京時間今晚23點左右進行直播。

人類歷史會被永遠改變嗎。晚上見！

參考資料:

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