太陽之所以能量源源不斷，就在于它內(nèi)部一直進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)家首次通過實驗，證明一種名為“動態(tài)成殼”的方法，或有助實現(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》雜志上。

自20世紀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間和足夠高的溫度下壓縮熱核材料以觸發(fā)點火的可能性，所謂“點火”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·利弗莫爾國家實驗室的國家點火設(shè)施實現(xiàn)了點火，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，到達一定條件時，外殼坍塌并點火，聚變反應(yīng)發(fā)生。這一過程會釋放出大量能量，但一個聚變發(fā)電廠每天需要近100萬個標靶，而目前使用冷凍分層制備工藝制備標靶的方法成本高昂，難以大規(guī)模生產(chǎn)?！　?/p>

“動態(tài)成殼”是一種制造標靶的替代方法：氘和氚液滴注入泡沫膠囊，受到激光脈沖轟擊時，膠囊會變成球形外殼，然后內(nèi)爆并坍塌，導(dǎo)致點火。“動態(tài)成殼”不需要使用冷凍分層技術(shù)，因為它使用液體標靶，而且這些標靶也更容易生產(chǎn)?！　?/p>

在最新研究中，羅切斯特大學(xué)激光能量學(xué)實驗室的科學(xué)家首次通過實驗，證明了這種“動態(tài)成殼”方法。最新實驗或證明了大規(guī)模生產(chǎn)可負擔(dān)的慣性聚變能的可行性。