(文章來(lái)源:科技日?qǐng)?bào))
根據(jù)核物理的理論,控制受控核聚變需要高能量。但是,利用X射線(xiàn)的最新自由電子激光器提供的能量和電磁場(chǎng),可以在較低能量下引發(fā)核聚變,德國(guó)德累斯頓—羅森多夫亥姆霍茲中心(HZDR)科學(xué)家在《物理評(píng)論》雜志上證明了這一點(diǎn)。
多年來(lái),科學(xué)家一直在研究通過(guò)核聚變來(lái)發(fā)電,一方面這是一種幾乎取之不盡的能源,另一方面要想掌握核聚變,還有許多技術(shù)障礙。其中之一是為了引發(fā)核聚變,必須要克服聚變?cè)谝黄鸬膸嗨齐姾傻脑雍说膹?qiáng)電排斥力,這通常需要很高能量。
但是,還有另一種方法,該項(xiàng)研究的合著者弗里德曼·奎塞爾說(shuō):“如果可用較低能量,通過(guò)量子力學(xué)隧道效應(yīng)也可以實(shí)現(xiàn)聚變。這樣一來(lái),由核心排斥力引起的能壘便以較低的能量穿過(guò)隧道。”這個(gè)過(guò)程不是理論上的構(gòu)建,而是一個(gè)現(xiàn)實(shí),在太陽(yáng)芯中發(fā)現(xiàn)溫度和壓力條件不足以克服氫核聚變的能壘,然而,通過(guò)足夠數(shù)量的隧穿過(guò)程可以維持聚變反應(yīng)。
HZDR科學(xué)家在他們目前的工作中研究了通過(guò)輻射對(duì)隧穿過(guò)程的支持是否可以促進(jìn)受控的融合。迄今為止,用于觸發(fā)此類(lèi)過(guò)程的常規(guī)激光輻射的性能太低,但這狀況很快就會(huì)改變。現(xiàn)在使用X射線(xiàn)自由電子激光器(XFEL),已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)每平方厘米10—20瓦的功率密度。這大約相當(dāng)于太陽(yáng)輻射功率的1000倍,集中在1枚硬幣的表面。HZDR理論物理系主任拉爾夫·許爾策豪德教授說(shuō):“這使我們進(jìn)入了可以用強(qiáng)力X射線(xiàn)激光器支持這種隧穿過(guò)程的領(lǐng)域。”
這個(gè)想法是,導(dǎo)致鐵心排斥的強(qiáng)電場(chǎng),與較弱但變化迅速的電磁場(chǎng)疊加在一起,這可以借助XFEL產(chǎn)生。HZDR科學(xué)家通過(guò)氫同位素氘和氚的融合進(jìn)行了理論研究。結(jié)果表明,可以通過(guò)這種方式提高隧道速率,足夠數(shù)量的引發(fā)隧穿過(guò)程最終可以實(shí)現(xiàn)成功且受控的聚變反應(yīng)。現(xiàn)在,當(dāng)談到未來(lái)的聚變電站概念時(shí),該反應(yīng)被認(rèn)為是最有希望的反應(yīng)之一。
(責(zé)任編輯:fqj)
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