核聚变进入可行时代!中国点火成功,只是时间问题

爱文胸黑客业务网2022-12-1538

北京时间12月13日23点,美国能源部向外界正式宣告,劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL),2022年12月5日在美国国家点火装置(NIF)的一个实验发次中,历史性实现了核聚变反应的净能量增益。

这个实验在人类能源史上竖起了一块里程碑。自上世纪六十年代初提出激光惯性约束聚变以来,这是人类首次实现“输出超过输入”的能量,核聚变这种人类迄今所知的终极清洁能源,终于从“可能”的梦想变成了“可行”的实践。

▲ 在美国国家点火装置中,激光能量在空腔内转换成x射线,然后x射线压缩燃料靶丸,进行内爆并产生高温高压等离子体。

人类激光聚变进入“可行时代”

在NIF的这次实验中,输入激光总能量为2.05兆焦(MJ),所获得的氘氚聚变能量输出为3.15MJ,能量增益达到1.5倍。

“这是激光聚变历史上划时代的一天,也是经历了几十年的屡败屡战之后,惯性聚变能的科学基础首次得到了证实。”昨晚看到新闻之后,多年从事激光聚变研究的中国科学院上海光学精密机械研究所研究员朱健强非常兴奋而快乐,“激光聚变一直不成功,大家都承受了太大的压力,如今终于看到了曙光!”

可控核聚变是人类获得清洁能源的终极梦想。目前,世界上实现可控核聚变主要有两条途径,一是磁约束核聚变,就是俗称“人造太阳”的托卡马克装置,迄今公认的聚变能量增益值纪录为0.67,尚未冲破1的平衡点;二是激光聚变点火,即使用高功率激光触发核聚变。

过去,由于核聚变发生的条件实在过于苛刻,激光所用的能量往往高于聚变反应产生的能量,最多也只是打平——这就让整个系统如同一个效益不佳的工厂,压根无法可持续运营。

据介绍,NIF的这次实验主要对激光调控和靶丸设计进行了特别改进。“美国同行成功解决了能量与功率的平衡等诸多难题,这些年不断在提高系统稳定性上,将器件性能推向极致。”朱健强提到,美国科学家有一种攻关思维叫“营地战术”,用分解问题的思路来攻坚物理学难题,瞄准目标,汇聚欧美最顶尖的智慧,不断寻找一种方法与途径,逐步逼近目标,最终率先实现了净能量增益这一目标。

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▲美国国家点火装置的靶室,在2022年12月5日,总能量为200万焦耳的192束激光向一个微小的氘氚燃料球汇聚,以实现聚变点火。

全球聚变竞争将迅速加剧

“为聚变能源提供技术途径”在此次NIF的新闻发布会上被反复提及。有专业人士认为,未来几十年,该领域势必成为世界各国的竞争焦点,而聚变商用堆则会成为下一个“兵家必争之地”。

聚变领域有个“还有50年”的老笑话,指的是实现聚变能似乎总是遥遥无期。而如今,这个笑话已成为历史,取而代之的是从各国政府到商业领域的热切追捧。

美国政府在今年11月发布的白宫报告《美国创新实现2050年气候目标》中,将聚变能源列为五个首要任务之一,并将聚变能源列为重要的国家安全问题。美国能源部也已明确地鼓励私人公司和研究机构参与聚变研究,并将全力推进聚变能源的商业化。

在核聚变的另一路线——磁约束核聚变领域,日本已在今年正式运行了新一代热核聚变实验装置JT-60SA,该装置将成为世界最大的超导托卡马克等离子体实验装置。英国也将投入3亿美元,在2024年完成球形托卡马克STEP设计,并计划于2040年完成建设运行。而位于安徽合肥的中国托卡马克装置EAST今年年初已实现1.2亿度101秒等离子体运行。

▲位于安徽合肥的中国托卡马克装置EAST今年年初已实现1.2亿度101秒等离子体运行。

朱健强认为,目前科学家还刚实现了激光聚变的第一步,聚变能真正要达到商用阶段,可能还需要几十年的努力。“但是,先进的聚变技术在发展过程中,就会对经济起到巨大的推动作用。”他以上海光机所为例,仅在研究所所在的嘉定地区所拥有的光电产业规模年产值就超过100亿元。

中国“点火”预期未来五年实现

兴奋之余,朱健强与同事也感受到了压力。

从上世纪六十年代起,我国老一辈科学家就开始了我国激光装置的开拓,并对激光聚变点火装置进行布局。在“究竟能不能做成”的质疑中摸爬滚打多年,目前我国的激光聚变装置也已取得了长足发展,“中国点火成功,只是时间问题。”朱健强透露,目前国内的激光器规模比美国的小,“我们会在三至五年内达到美国点火装置的规模,届时就能开展大规模实验冲击点火,很可能未来三五年就可实现目标”。

▲神光Ⅱ高功率激光物理实验装置

我国激光聚变领域泰斗、中国工程院院士范滇元认为,NIF的成功给整个聚变领域树立起了信心。“接下来,降低点火的门槛,提高能量增益效率,会成为攻关的重点。”他提到,中国的科学家已经提出了非常有价值的方案。

目前,NIF使用的点火方案是间接点火,而中国激光聚变装置则采用直接点火。朱健强透露,中国科学院已于2020年成立先导专项,由中科院院士张杰领衔,攻关更加高效的点火技术。这种技术被称为“快点火”,理论上可以使聚变点火所需的能量下降十倍。范滇元认为,虽然核聚变净能量增益的“0到1”被美国科学家拔得头筹,但将增益率提升到10、100的过程中,中国科学家一定会有所建树。

延伸阅读

NIF的点火之路

◆ 1972年,《自然》杂志首次刊发论文,揭秘了一种基于内爆方式的激光聚变方案,即中心点火方案,这一年也因此被学术界称之为激光聚变元年。

◆ 1997年,美国劳伦兹利弗莫尔实验室开始以实现聚变能量输出大于输入的激光能量为目标,建设拥有192路、总能量约为2兆焦的国家点火装置(NIF)。

◆ 2021年8月8日,NIF的N210808发次采用了更大的靶丸尺寸与更小的激光入射孔径,获得了1.35 MJ的能量输出,能量增益达到了0.7,相较于同年先前的实验发次能量产额翻了近十倍,首次证明NIF已经实现了物理意义上的点火。

◆ 2022年12月5日,NIF实现了聚变能源意义上的净能量增益。NIF的科学们还会继续改进靶和激光设计,明年预计会获得更高的能量增益。

(资料来源:《激光评论》)

作者:许琦敏

图片:LLNL官网、EAST官网、中科院网站

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一、最新!江西任免一批领导干部

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江西省人民政府关于何婷婷等同志职务任免的通知

各市、县(区)人民政府,省政府各部门:

经省政府研究决定:

何婷婷任省政府办公厅副主任(试用期一年);

程裕秋任省教育厅副厅长(试用期一年);

吴丹任南昌大学副校长(试用期一年);

毛茂任省交通运输综合行政执法监督管理局局长(试用期一年);

彭慧任江西财经职业学院院长(试用期一年);

省工业和信息化厅副厅长谢志锋、省财政厅副厅长刘力群、省商务厅副厅长陈长生、省应急管理厅副厅长徐何明、省乡村振兴局副局长张利民、赣江新区管委会副主任赵和平、江西理工大学副校长赖晓军、南昌工程学院副院长张兴旺、省赣南等原中央苏区振兴发展工作办公室副主任卢述银、省公安厅森林公安局局长程海腾、省生态环境厅副厅长级生态环境监察专员喻子水、省人民医院院长陈志平12名同志试用期满,经考察合格,正式任职。喻子水任职时间从2020年11月起计算,赖晓军任职时间从2021年9月起计算,谢志锋、刘力群、陈长生、徐何明、张利民、赵和平、张兴旺、卢述银、程海腾、陈志平10名同志任职时间从2021年10月起计算。

免去吴义泉的省水利厅副厅长职务;

免去王平俭的省政府研究室副主任职务;

提名免去刘伟的省农村信用社联合社副主任职务;

免去程锦的省农业科学院副院长职务;

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免去邱廷省的江西理工大学副校长职务;

免去陈震的南昌航空大学副校长职务;

免去李明的南昌工程学院副院长职务;

免去徐忠麟的新余学院副院长职务;

免去刘彪文的江西财经职业学院院长职务;

免去杨国华的省生态环境监测中心主任职务;

免去杜一峰的省交通运输综合行政执法监督管理局局长职务;

免去余忠珍的省地质调查勘查院院长职务。

上述相关人员任免请按法律规定和章程办理。

2022年12月12日

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☑ 国务院联防联控机制:这些人群开展第二剂次加强免疫接种

丨来源:“江西省人民政府”微信公众号

江西省人民政府

主办 / 江西省人民政府办公厅

承办 / 江西省信息中心

协办 / 大江网

二、180亿欧元援乌计划遭拒,匈牙利或被西方当成枪手,欧盟偷着乐?

自从俄罗斯袭击乌克兰能源基础设施以后,乌克兰就陷入了时不时停水停电的生活当中,国内民众不满情绪高涨,毕竟一场战争中,最无辜的就是老百姓,他们只是想生存下去。不过,对基辅来说,乌军在战场上已经越来越处于劣势,欧盟委员会主席冯德莱恩也暴露了乌军阵亡10万人的消息。由此可见,乌克兰就快撑不下去了,泽连斯基现在迫切需要西方的军援。其实,要不是西方源源不断地军援,这场战争根本不可能持续到现在,而泽连斯基也在有了西方的撑腰后逐渐迷失了自己。可这一次,匈牙利让乌克兰不得不清醒了。

据美媒报道,匈牙利政府使用了一票否决权,将欧盟委员会之前提议的援乌180亿欧元的提案,这就导致欧盟要想继续援乌就得找别的路子。欧盟成员国中的大多数认为,匈牙利否决这项提案的原因是,欧盟之前威胁要冻结给匈牙利的75亿欧元欧盟基金。不过,在我看来,这件事或许有别的可能。我甚至怀疑这就是欧洲人的一个剧本:先画一个大饼计划,让乌克兰高兴高兴,然后让匈牙利唱黑脸否决这个计划,自己则唱白脸装好人,再安排一些无关紧要的人继续唱红脸,吵吵闹闹,又当又立。

说不定,欧盟各成员国现在高兴着呢,既能不出钱还有背锅侠兜底。不得不说,欧盟玩阴得也是相当高明,知道欧尔班平时挺俄,就利用匈牙利唱黑脸,达到内部民愤得以堂而皇之不再支援乌克兰,内外交代都能过得去。届时,没了外部支援的乌克兰只能站在冷风中瑟瑟发抖,连和俄罗斯相抗衡的能力都没有,最后只能成炮灰。而且援助给乌克兰的那些钱都是借给乌克兰的,多年后乌克兰还要连本带利归还欧盟。这种性质的债务陷阱,欧盟都好意思挖,道德底线也不要了,估计也没有什么是干不出来的了。 恐怕如今美欧长叹了一口气,还好有匈牙利顶在前面做枪手,否则都不知道该怎么收场。别说军援乌克兰了,欧盟现在连自己都自身难保,为了响应美国的援乌号召,持续不断地向乌克兰送钱送武器,欧盟已经快被乌克兰耗空了,早就陷入通胀和能源危机当中,还指着美国救他们呢。虽然西欧国家巴不得不通过,都在窃窃自喜,终于可以不用拿纳税人的钱给乌克兰了,但是他们自己不能说,否则东欧几个国家恨死他们了,现在真正不开心的可能只有冯德莱恩吧,不过也没办法,这就是民意,欧盟就偷着乐吧!(晶哥)

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三、中超-吉列尔梅救主李提香曹赟定染红 广州城1-1绝平申花

北京时间12月14日晚19点30分,中超联赛第31轮,广州城对阵上海申花。上半场,艾迪门前推射破门。下半场,曹赟定和李提香发生冲突被双双罚下,吉列尔梅88分钟扳平。最终,广州城1-1战平上海申花。

广州城上一轮联赛0-0战平广州队,在这场广州德比中球队是收获了一分,同时也结束了球队联赛七连败。广州城目前积16分,暂列联赛倒数第二。在联赛还剩下三轮的情况下,广州城依旧有保级的希望。上海申花上一轮联赛被大连人2-1逆转战胜,遭到了两连败。球队主力突击手巴索戈此前跟随喀麦隆国家队征战世界杯,但目前并没有归队。

上半场第12分钟,曹赟定得球后内切打门,韩佳奇做出飞身扑救。第17分钟,曹赟定禁区外围接应队友的直塞,随后转身起脚远射偏出。

第31分钟,申花右路任意球,彭欣力开出,李提香解围不力,艾迪门前推射破门,上海申花1-0领先广州城。第35分钟,广州城左路传中,宋文杰头球没顶正,吉列尔梅跟上再顶稍稍偏出。上半场申花1-0领先广州城。

下半场双方易边再战。第52分钟,吉列尔梅禁区右侧突破,在柏佳骏逼抢下摔倒,裁判没有判罚。第58分钟,吉列尔梅主罚右侧角球开到禁区,马镇出击将球没收。第60分钟,李提香和孙世林在中圈争抢后双双倒地,随后李提香和曹赟定发生激烈争吵,被主裁判及双方队员拉开,主裁判对两人出示红牌罚出场外,下场的李提香依然十分愤怒。

第74分钟,广州城获得前场左侧定位球,叶楚贵主罚选择直接攻门,马镇倒地将球扑住。第80分钟,宋文杰左路低平球给到禁区,叶楚贵接球打门被封堵。第82分钟,汪海健中圈拉拽吉列尔梅,吃到一张黄牌。第88分钟,宋文杰左路下底后横敲禁区,后点的吉列尔梅跟进推射打进,广州城1-1上海申花。第91分钟,卡尔多纳右侧45度吊入禁区,中路桂宏头球攻门被马镇没收。最终双方1-1战平。

广州城首发:22-韩佳奇(U23)、20-唐淼(46’35-廖家骏(U23))、17-傅韵程(66’9-桂宏)、18-弋腾、19-姜积弘、37-温永骏(U23)(76’21-常飞亚)、12-吉列尔梅、38-李永佳(U23)(84’7-卡尔多纳)、4-张功(46’11-叶楚贵)、10-李提香、29-宋文杰

替补未出场:1-程月磊、31-张锦梁(U23)、15-王鹏、28-伍承儒(U23)、32-陈志钊、44-黄仡恺(U23)、43-刘继强(U23)

上海申花首发:1-马镇、18-王毅(62’24-徐友刚)、32-艾迪、22-金洋洋、23-柏佳骏(83’4-蒋圣龙(U23))、28-曹赟定、27-朱建荣(62’36-刘若钒(U23))、37-孙世林(62’7-钱杰给)、25-彭欣力、33-汪海健(U23)、21-朱宝杰

替补未出场:19-曾诚、38-温家宝(U23)、29-周俊辰(U23)、12-吴曦、34-杨泽翔、30-何龙海(U23)、8-张璐、39-丛震

(baozhizhu)

提香吉列尔梅申花中超广州

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