據(jù)英國《泰晤士報(bào)》網(wǎng)站9月26日報(bào)道，英國科學(xué)家將建造全球最大功率激光器。他們希望，這個(gè)耗資8500萬英鎊(約合1.03億美元)的裝置能加速利用核聚變，有望獲取到清潔能源，是取之不盡用之不竭的。
報(bào)道稱，“火神”20-20激光器將建在牛津郡的哈威爾，它產(chǎn)生的激光亮度是最強(qiáng)烈太陽光亮度的10的24次方倍。
一次激光脈沖將產(chǎn)生的功率相當(dāng)于整個(gè)英國國家電力公司所產(chǎn)生的功率，但它持續(xù)時(shí)間不到1萬億分之一秒，而且只聚焦于一個(gè)直徑幾微米的目標(biāo)。這一激光器預(yù)計(jì)到2029年完工，將被用于測試通過核聚變產(chǎn)生能量的方法。通過核聚變產(chǎn)生能量是物理學(xué)家夢寐以求的目標(biāo)。
其他設(shè)施——主要是位于美國加利福尼亞州的勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室——的科學(xué)家已經(jīng)在使用高功率激光將氫原子融合在一起。這可以產(chǎn)生氦和能量，反映出太陽內(nèi)部發(fā)生的反應(yīng)。勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的最新研究結(jié)果表明，從這一過程中獲得的能量可能超出投入其中的能量。不過，要想在商業(yè)上可行，就必須大大提高這一過程的效率。
據(jù)報(bào)道，“火神”20-20激光器將用于研究基礎(chǔ)物理學(xué)，特別是研究人員將利用它來探索所謂的“沖擊點(diǎn)火”。
大體來說，一顆胡椒大小的燃料顆?！呻碗斑@兩個(gè)氫的同位素組成——被放置在一個(gè)塑料膠囊內(nèi)。激光束把這個(gè)膠囊變成等離子體，讓它迅速膨脹。這使燃料顆粒在十億分之一秒內(nèi)粉碎到原來大小的30分之一。壓力達(dá)到太陽內(nèi)部壓力的6倍。如果一切順利，燃料在1億攝氏度左右的溫度下“點(diǎn)火”，引發(fā)可控的、產(chǎn)生能量的聚變反應(yīng)。
物理學(xué)家將利用“火神”20-20激光器觀測這一過程的不同部分。英國科技設(shè)備委員會(huì)等離子體物理學(xué)家羅比·斯科特說，該目的是測試一些未來可能用來建造實(shí)驗(yàn)性發(fā)電站的想法。
報(bào)道稱，一個(gè)挑戰(zhàn)是研究如何利用一連串激光束同時(shí)從各個(gè)方向均勻地?fù)羲橐粋€(gè)燃料顆粒。在一個(gè)實(shí)際規(guī)模的發(fā)電站，這一成就可能需要一秒鐘實(shí)現(xiàn)10次。
“火神”20-20激光器還將被用于“實(shí)驗(yàn)室天體物理學(xué)”，讓科學(xué)家們可以模擬超新星等現(xiàn)象中的狀況。超新星是某些恒星在演化接近末期時(shí)經(jīng)歷的一種劇烈爆炸。
它還可能被用來把光轉(zhuǎn)化為物質(zhì)。這可以通過對撞光子、制造電子和正電子對來實(shí)現(xiàn)。這些物質(zhì)和反物質(zhì)粒子據(jù)認(rèn)為是在遙遠(yuǎn)太空中的中子星周圍產(chǎn)生的，但我們對它們?nèi)绾涡纬蓭缀跻粺o所知。
同樣來自英國科技設(shè)備委員會(huì)的亞歷克斯·魯濱遜說：“如果你能用高功率激光束制造出這些電子和正電子對，你或許就能了解這是如何發(fā)生。實(shí)際上沒有任何其他科學(xué)設(shè)備能讓你做到這一點(diǎn)?！?/p>
據(jù)報(bào)道，“火神”20-20激光器將建在英國科技設(shè)備委員會(huì)中心激光裝置，這一裝置是盧瑟福-阿普爾頓實(shí)驗(yàn)室的一部分。工程第一階段才剛剛開始。英國政府支持的科研經(jīng)費(fèi)出資機(jī)構(gòu)——英國研究與創(chuàng)新署為中心激光裝置提供了8500萬英鎊。
“火神”20-20激光器將制造出一條功率為20拍瓦的主激光線，此外還將制造出8條高能激光線。這將使它成為世界上的最大功率激光器。
英國科技設(shè)備委員會(huì)的馬克·湯姆森教授說：“‘火神’20-20項(xiàng)目將使中心激光裝置處于最高功率激光科學(xué)的最前沿，并使可再生能源研究等關(guān)鍵領(lǐng)域的全新實(shí)驗(yàn)成為可能?！?/p>
科技人員正在對激光器進(jìn)行藕合實(shí)驗(yàn)（新華社資料圖片）
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