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據(jù)New Atlas報道，美國海軍研究實驗室（NRL）正在開發(fā)一種氟化氬（ArF）激光器，有朝一日可能使核聚變發(fā)電成為實用的商業(yè)技術(shù)。這種寬頻紫外線激光器被設(shè)計為具有最短的激光波長，可以擴展到為自持核聚變反應(yīng)提供動力。

許多研究人員稱核聚變能源為改變游戲規(guī)則的技術(shù)。事實上，在任何可預(yù)見的時間范圍內(nèi)，從氫氣中產(chǎn)生任何所需數(shù)量的清潔能源的能力將以我們無法想象的方式從根本上改變?nèi)祟愇拿鳌?/p>

盡管研究人員可以重新創(chuàng)造太陽內(nèi)部的條件，在地球上產(chǎn)生核聚變反應(yīng)，但這些都被限制在氫彈和實驗室實驗中，在那里，創(chuàng)造核聚變反應(yīng)所需要的能量比研究人員能得到的要多--盡管最近的實驗越來越接近扭轉(zhuǎn)這一局面。

過去75年的目標(biāo)是產(chǎn)生超過1億攝氏度的溫度和點燃聚變反應(yīng)所需的壓力，并產(chǎn)生足夠的剩余能量來維持它。這本身將是一項重大成就，但該技術(shù)還必須能夠無限期地維持反應(yīng)，同時也要足夠便宜，反應(yīng)堆要足夠小，這樣才能實用。

NRL的ArF激光器是為一個基于慣性約束核聚變（ICF）原理的測試設(shè)施而設(shè)計的。在這種情況下，一個氘或氚的珠子（它們是氫的重同位素）被多個激光器發(fā)射，在幾分之一秒內(nèi)加熱和壓縮它，以至于氫原子內(nèi)爆，融合在一起，并釋放出巨大的能量。

新的深紫外激光器，也被稱為激光驅(qū)動器，據(jù)稱能以更高的效率將能量轉(zhuǎn)移到燃料珠上，并產(chǎn)生更高的溫度以產(chǎn)生內(nèi)爆現(xiàn)象。NRL的科學(xué)家們利用輻射流體力學(xué)模擬說，性能可以提高100倍，效率達(dá)到16%，而下一個最高效的氟化氪激光器的效率只有12%。

由于這些改進(jìn)，ArF激光器可以導(dǎo)致更小和更便宜的聚變電站。然而，該團隊強調(diào)，在核聚變與國家電網(wǎng)相連之前，還有很長的路要走。該激光器將需要為一個實用的工廠提供所需的能量、重復(fù)率、精度和十億次的可靠性。

為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，該實驗室正在進(jìn)行一個三階段的計劃，第一階段致力于氬氦激光器的基礎(chǔ)科學(xué)和技術(shù)。隨后是第二階段，該階段將專注于建造和測試一個完整的高能ArF激光器，然后是第三階段，將建造一個由20至30個激光器組成的內(nèi)爆設(shè)施。

NRL的研究物理學(xué)家Steve Obenschain博士說：“這些優(yōu)勢可以促進(jìn)開發(fā)尺寸適中、成本較低的聚變電站模塊，在激光能量低于1兆焦耳時運行。這將極大地改變現(xiàn)有的關(guān)于激光核聚變能源太昂貴和發(fā)電廠太龐大的觀點。”