美国能源革命重大突破，是“炸胡”… _等离子体

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【美国能源革命重大突破，是“炸胡”…】

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2022年12月14日，美国能源部长珍妮弗·格兰霍姆宣布了一个大新闻，她说美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家在国家点火装置NIF上，第一次实现了可控核聚变的点火，也就是核聚变的能量增益因子Q大于1 ，输出能量大于输入能量。
如果这个消息是靠谱的，我们有幸见证了人类历史上的一次里程碑事件！
所以它靠谱吗？可控核聚变的进展到底如何？我们有生之年能用上核聚变能源吗？
今天就让我们借这个大新闻来聊一波核聚变。

核聚变的原理是非常简单的，大致来说就是两个或者多个轻的原子核可以合并成一个重的原子核。元素周期表里铁之前的元素发生合并后，形成的重原子核质量会小于反应前的两个轻原子核的质量之和，出现质量亏损，亏损的这部分质量会以能量的形式释放出来。
为了让这种合并发生，需要让这两个带正电的原子核靠得足够近，进入到强相互作用力的作用范围，为此必须克服同性相斥的电磁力屏障。
如何克服呢？要么就是它们的运动速度足够快撞到了一起，要么就是原子核被压得足够近，因为粒子的无规则运动在宏观上体现为温度，也就是需要高温高压。
所谓可控核聚变，就是用高温高压促使轻原子核合并成重原子核，并且控制能量平稳输出的工程。
为什么大家会对这种能量形式感兴趣呢？

首先是因为它的能量密度和潜在能量总量，都大得惊人，以最容易实现的氘氚聚变，也就是氢带一个中子的同位素和氢带两个中子的同位素的聚变为例：
氘原子的质量为3.345*10的-27次方千克，氚原子的质量是5.01*10的-27次方千克，氦-4为6.649*10的-27次方千克，中子为1.675*10的-27次方千克，反应后质量少了0.031*10的27次方千克，反应质量亏损在0.37%左右，亏损的质量以能量的形式释放。
人类整体的发电功率大概是10的12次方瓦，根据爱因斯坦质能方程换算到质量的话，仅仅相当于0.01克，对应到反应原材料就是整个人类每秒需要消耗2.7克，一天是230公斤，一年是84吨。
整个人类，就只需要这些燃料。
氘在地球上主要以重水的形式存在于海洋中，它的含量约占氢的0.0156% ，大约有7乘以10的17次方吨，简直是海量。

而氚是一种半衰期仅为12年的放射性同位素，在自然界没有稳定存在，但好在我们可以用中子轰击锂原子来制备它，正好氘氚反应会产生一个中子，这不巧了吗？
氘氚聚变经常被拿来举例只是它实现起来比较容易，除此之外它并没有什么特殊之处，实际上轻的原子都能发生聚变反应，比如两个最普通氢原子的聚变，氘和氦3的聚变，甚至流浪地球里的一万多台行星级发动机烧石头（氧，硅）的那种聚变，都是完全可以实现的。

美国能源革命重大突破，是“炸胡”…

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