太陽之所以能量源源不斷，就在于它內(nèi)部一直進(jìn)行著大量核聚變反應(yīng)。核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的聚變能具有清潔、廉價(jià)和可靠等特性，被視為理想的能源，但在地球上大規(guī)模復(fù)制太陽內(nèi)部的這一過程面臨諸多障礙。美國科學(xué)家首次通過實(shí)驗(yàn)，證明一種名為“動(dòng)態(tài)成殼”的方法，或有助實(shí)現(xiàn)聚變能的大規(guī)模生產(chǎn)。相關(guān)研究論文刊發(fā)于最新一期《物理評論快報(bào)》雜志上。

自20世紀(jì)60年代初以來，科學(xué)家們一直在探索使用高功率激光在足夠長的時(shí)間和足夠高的溫度下壓縮熱核材料以觸發(fā)點(diǎn)火的可能性，所謂“點(diǎn)火”指的是核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量大于輸入的能量。去年12月，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的國家點(diǎn)火設(shè)施實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火，但大規(guī)模生產(chǎn)聚變能仍然存在諸多障礙?！　?/p>

在傳統(tǒng)的慣性聚變能方法中，包含少量氫的同位素氘和氚的標(biāo)靶被凍成球形外殼?？茖W(xué)家們隨后用激光轟擊外殼，將中央燃料加熱到極高溫度及高壓，到達(dá)一定條件時(shí)，外殼坍塌并點(diǎn)火，聚變反應(yīng)發(fā)生。這一過程會(huì)釋放出大量能量，但一個(gè)聚變發(fā)電廠每天需要近100萬個(gè)標(biāo)靶，而目前使用冷凍分層制備工藝制備標(biāo)靶的方法成本高昂，難以大規(guī)模生產(chǎn)?！　?/p>

“動(dòng)態(tài)成殼”是一種制造標(biāo)靶的替代方法：氘和氚液滴注入泡沫膠囊，受到激光脈沖轟擊時(shí)，膠囊會(huì)變成球形外殼，然后內(nèi)爆并坍塌，導(dǎo)致點(diǎn)火。“動(dòng)態(tài)成殼”不需要使用冷凍分層技術(shù)，因?yàn)樗褂靡后w標(biāo)靶，而且這些標(biāo)靶也更容易生產(chǎn)?！　?/p>

在最新研究中，羅切斯特大學(xué)激光能量學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家首次通過實(shí)驗(yàn)，證明了這種“動(dòng)態(tài)成殼”方法。最新實(shí)驗(yàn)或證明了大規(guī)模生產(chǎn)可負(fù)擔(dān)的慣性聚變能的可行性。