贺贤⼟院⼠:我们距离聚变点⽕还有多远?

作者: 贺贤⼟

来源: 返朴

发布日期: 2022-11-05 11:42:31

本文讨论了核聚变作为终极能源的可能性,介绍了激光聚变的几种物理方案和驱动方式,并特别提到了美国国家点火装置(NIF)的突破性进展。同时,本文还介绍了贺贤土院士提出的混合点火驱动方式,以及中国在这一领域的研究进展和未来展望。

核聚变被认为是⼈类的终极能源获取⽅式,如何控制聚变反应,实现持续的能量净输出,则是相关领域⼀直聚焦的重⼤科学问题。激光聚变是实现受控核聚变的⼀种途径。为了实现核燃料的持续燃烧,⼈们先后提出了中⼼点⽕、快点⽕、冲击波点⽕等聚变物理⽅案。在这些物理⽅案的实现⽅法上,⼈们也提出了直接驱动、间接驱动和混合驱动等⽅式。

2022年1⽉,《⾃然》杂志报道美国国家点⽕装置(NIF)取得⾥程碑式突破——成功实获得“燃烧等离⼦体”,产⽣创纪录的1.35兆焦能量,接近“点⽕”激光输⼊的1.9兆焦能量。NIF所采⽤的激光聚变属于间接驱动⽅式,缺点是内爆压⼒低。同样直接驱动⽅式也有压⼒低,流体⼒学不稳定等弱点,在此基础上我国贺贤⼟院⼠提出了混合点⽕驱动⽅式,在惯性约束聚变领域打开了新局⾯。

另⼀⽅⾯,该领域所应⽤的⾼功率激光技术也为其他学科发展带来新机遇,提供前所未有的极端物理环境。

本⽂节选⾃《计算物理》期刊庆祝贺贤⼟院⼠从事科学⼯作60周年纪念专刊⽂章《院⼠访谈:贺贤⼟谈建⽴深度的科学认识及战略科学家的培养》(全⽂将于2023年发表),贺贤⼟院⼠将主要介绍近年来我国在惯性约束聚变相关领域的发展状况,以及激光聚变接近“点⽕”的意义。

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