【【第一科学】核能新突破！美科学家实现受控核聚变，未来地球能源将取之不尽？】http://toutiao.com/group/6533744657958961667/?iid=15906422033&app=explore_article×tamp=1521295830&tt_from=copy_link&utm_source=copy_link&utm_medium=toutiao_ios&utm_campaign=client_share
进入21世纪以来，清洁能源的开发一直是全球各国努力的目标，为了防止大气被污染，人们一直在想办法将传统的化石能源用其它清洁能源代替，于是很多人将目光放到了核能上。最常见的就是核电站，不过核电站中进行的是核裂变反应，威力更大能源利用率更高的核聚变目前只在氢弹上实现，并且是不受控制的核聚变反应。
但近日，根据国外媒体的最新报道，美国麻省理工学院（MIT）和美国科罗拉多州立大学 (CSU) 在实验室内均实现了可控核聚变反应。目前受控核聚变有两种，一种是惯性约束核聚变，也就美国科罗拉多州立大学通过激光实现的容积等离子加热技术；另一种是磁约束核聚变，也就是美国麻省理工学院利用超导托卡马克实现的可控热核聚变。
科罗拉多州立大学的科学家利用激光来“点燃”核聚变反应原料，通过激光脉冲将能量耦合到纳米靶中，纳米靶中包含了核聚变反应所需要的原材料氚和氘，通过这种形式的短暂升温来达到1.5亿度的极端高温，自然排斥的带电粒子会被强行撞击，从而实现真正意义上具有商业价值的可控核聚变反应。这种新型的激光点燃技术比原先的焦耳级激光器能够撞击更多的高能等离子体，升温快而稳，更易控制。
磁约束核聚变是在一种环形容器中进行的，这种反应器我们称之为托卡马克装置，也就是电影《钢铁侠1》中的方舟反应堆。美国麻省理工学院的科学家此次实现受控核聚变的关键是“超导磁体”，这种新型的超导磁体材料表面覆盖稀有元素的氧化涂层（YBCO），磁场强度是普通磁场的4倍，是融合实验室的10倍，将超导磁体环绕在托卡马克装置上，核聚变反应生成的带电粒子在磁场中受到的束缚会更强，更容易被控制。
一个氕和氚发生聚变反应释放17.6MeV的能量，一个铀235裂变反应释放大约200MeV的能量，将它们换算到同质量的反应物所释放的能量：核聚变反应释放的能量大约是裂变反应的4倍，聚变反应的原料可以从海水中提取，而裂变反应的原材料非常有限，大多是放射性元素。据资料记载，目前地球上可供使用的核反应原料，聚变原材料是裂变原材料的1000多万倍！
目前，美国政府正考虑将激光点燃和托卡马克装置结合，将来可能会建造世界上第一座核聚变发电站，如果受控核聚变反应可以广泛使用，那么人类基本可以不用考虑能源问题了！
本文系第一科学原创，禁止抄袭转载，参考文章已在《每日邮报》和科学杂志上发表：A step towards limitless energy? Scientists zap tiny wires with lasers to create mini-nuclear fusion reactions at record efficiency
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