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隨著如何使激光核聚變反應(yīng)堆實(shí)用化的問題日益突出，羅切斯特大學(xué)激光能學(xué)實(shí)驗(yàn)室（LLE）的科學(xué)家們已經(jīng)想出了一種方法，使核聚變激光器能夠從根本上制造自己的燃料顆粒。
2022年12月，位于加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的國家點(diǎn)火裝置的科學(xué)家們?nèi)〉昧肆陙韽奈从羞^的突破性進(jìn)展，一個(gè)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆使用192束高能激光聚焦于一點(diǎn)，擊中了氘和氚的燃料顆粒，并首次引發(fā)了慣性聚變點(diǎn)火反應(yīng)。

雖然這就像科學(xué)家和工程師們"砰"地一聲開了香檳酒瓶塞，但實(shí)際的核聚變動(dòng)力反應(yīng)堆仍遙遙無期。然而，這并不妨礙由LLE資深科學(xué)家Igor Igumenshchev和LLE理論部主任Valeri Goncharov領(lǐng)導(dǎo)的羅切斯特團(tuán)隊(duì)研究如何將激光核聚變帶出實(shí)驗(yàn)室、帶入現(xiàn)實(shí)世界的后勤問題。

最大的障礙之一是如何制造反應(yīng)堆運(yùn)行所需的燃料顆粒。目前，這種燃料芯塊的制造過程復(fù)雜而昂貴，需要使用液氦將氘和氚（氫的放射性同位素）冷凍到僅比絕對(duì)零度高11開爾文的溫度，然后將它們層層疊放形成燃料芯塊。

這對(duì)于不需要擔(dān)心平衡賬目的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)來說也許沒什么問題，但一個(gè)正常運(yùn)行的核聚變反應(yīng)堆每天需要大約一百萬個(gè)這樣的燃料顆粒。因此，羅切斯特團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一種2020年首次提出的想法，以創(chuàng)造一種技術(shù)，使反應(yīng)堆中的激光器在內(nèi)爆和點(diǎn)火前的激光爆炸中產(chǎn)生自己的燃料片。

科學(xué)家們沒有使用固體顆粒，而是將氘和氚注入泡沫膠囊中。巧妙之處在于，當(dāng)激光陣列射向膠囊時(shí)，光束會(huì)使膠囊塌縮成一個(gè)球體，其密度與氘氚液體燃料相同，然后發(fā)生內(nèi)爆。

目前，該工藝只是利用LLE公司的OMEGA激光器進(jìn)行的縮減概念驗(yàn)證。然而，該團(tuán)隊(duì)聲稱，未來具有更長和更高能量脈沖的激光器能夠?qū)⑿履z囊點(diǎn)燃。

Igumenshchev說："將這一目標(biāo)概念與LLE目前正在開發(fā)的高效激光系統(tǒng)相結(jié)合，將為聚變能源提供一條極具吸引力的途徑。"

這項(xiàng)研究發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。 

原標(biāo)題：激光聚變反應(yīng)堆可自給自足 瞬間制造出燃料芯塊