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【中国“人造太阳”又有新突破，将实现20年前的尖端激光技术】创造一个人造太阳来产生巨大的、无穷无尽的清洁能源的想法已经存在了几十年 ， 科学家们都想出了不同的方法 。 而在上海一个足球场大小的设施里 ， 中国科学家正在向一对小小的金锥发射强大的激光束脉冲 ， 试图复制太阳中心的核聚变过程 。
1.中国实现20年前尖端激光技术 ， 将提供无尽可持续能源
这些圆锥体只有铅笔头一样小 ， 两端很窄 ， 彼此面对 ， 并发射出氢等离子体 。 当两股热气流在正确的时间和地点以正确的方式碰撞时 ， 它们就会触发聚变反应 ， 这一过程最终可能提供无尽的可持续能源 。
去年夏天 ， 中国科学院北京物理研究所的张哲和他的同事在上海的神光二号激光设备上开始了他们前所未有的实验 。 该项目得到了政府10亿元的支持 ， 到目前为止 ， 研究小组已经进行了三次测试 ， 并计划在下个月进行另一次测试 。
上海神光二号激光设施/图源：SCMP
张哲在周二的电话采访中说：“我们的目标是实现可持续的核聚变 。 在发电方面 ， 锥状物可以大批量生产 ， 并像子弹一样装在机器里 ， 机器可以像加特林枪一样旋转和射击” 。
今年8月 ， 美国国家点火装置（NIF）的研究人员实现了比以往任何时候都高出8倍的能量输出 ， 这一突破给包括中国在内的其他国家的研究团队带来了希望 ， 也增加了压力 。 该实验使用地球上最大的一些激光发生器 ， 将100多束极强的激光束对准单个目标 ， 产生足够的热量使镜子变形 ， 但在重复射击后也会降低精度 。
而在中国 ， 研究人员正在寻找一种更便宜、更简单的方法 ， 用较弱的激光实现核聚变 。 其中一个成果是1997年由中国著名物理学家、上海交通大学前校长张杰开发的双锥点火方案 。
相对较弱的激光束在单个目标上产生的等离子体不足以创造合适的聚变条件 ， 但当两个等离子体流相互撞击时 ， 气体的温度、密度和压力将显著增加 ， 使两个原子聚变为一个 ， 并在聚变过程中释放能量 。
这个想法在纸上停留了20年 ， 因为所需的尖端激光技术还没有实现 。 然而 ， 中国科学家最近建造了一些世界上最强大的超快激光源 ， 能够在瞬间释放相当大的能量 。 正是这些新技术为中国去年在上海的试验铺平了道路 。
2.到2026年 ， 中国新一代大型激光设施或将建成 ， 成本远低世界已有项目
张哲说：“金锥在核聚变后会蒸发 ， 但在未来的电厂运行中 ， 黄金的成本即使不可忽略 ， 也将非常小 ， 因为一粒黄金可以做成成千上万个锥 。 ”
在上海的实验中 ， 每个金色的圆锥花了几百美元 ， 而在NIF实验中 ， 每个目标花了几十万美元 。 张表示 ， 我们正在一步一步地取得进展 。 到2026年 ， 中国将建成或接近建成新一代大型激光设施 。 它们将把这项运动提升到一个全新的水平 。
北京的一位核聚变科学家表示 ， 与其他核聚变项目的投资相比 ， 上海的研究预算很小 。 例如 ， 世界上最大的聚变研究项目 ， 法国南部的国际热实验反应堆(ITER) ， 估计预算为450至650亿美元 。
托卡马克技术的机器/图源：法新社
ITER使用的是激光聚变(也称为惯性约束聚变) ， 而其最大竞争对手托卡马克则是一种可以产生和捕获带有极强磁场的热气体的装置 ， 以便在内部进行聚变 。 相关研究人员表示 ， 托卡马克通常被认为更适合大规模的电力生产 ， 但最近在激光动力实验方面的一些突破表明 ， 双锥计划可能是一个强有力的候选方法 。
他说：“在现阶段 ， 很难预测哪一种方法或哪个国家会赢得这场比赛 ， 未来有太多不确定性 。 但最终 ， 不同的技术、不同的国家可能需要团结一致 ， 将聚变从梦想变成现实 。 ”
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