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本文目录一览：

• 1、打破技术封锁，这位科学家带领团队造出激光器最强“心脏”
• 2、美国国家点火装置和东方超环哪个更厉害
• 3、中国托卡马克和美国国家点火装置现在哪个领先
• 4、美国国家点火装置失败的影响
• 5、核聚变实验在瞬间释放出10万亿瓦的能量
• 6、去核聚变美国国家点火装置视察的重要人物是谁

打破技术封锁，这位科学家带领团队造出激光器最强“心脏”

胡丽丽研究员在实验室 本文图均为 受访者供图

钕玻璃是指含有稀土发光钕离子的特殊玻璃，它可以在“泵浦光”的激发下对激光能量进行放大，是激光器的“心脏”。激光钕玻璃性能的好坏直接决定了激光装置输出能量的潜力和质量，是目前人类所知能够输出最大激光能量的工作介质。

大尺寸激光钕玻璃成品需同时符合高光学质量、低应力、无铂颗粒等夹杂物、高一致性等28个技术指标，钕玻璃尺寸越大，生产难度越高。

激光钕玻璃连续熔炼技术被誉为美国国家点火装置（NIF，目前世界最大激光惯性约束聚变装置）七大奇迹之首。然而，掌握激光钕玻璃关键技术的西方国家对我国实施严格的技术封锁和产品禁运，我国必须靠自主研发。

如何突破封锁，解决我国激光聚变研究的战略急需，成为摆在中科院上海光机所胡丽丽团队面前的一大挑战。

钕玻璃总是在封闭式隧道窑炸裂，是胡丽丽团队面临的一个困难。

胡丽丽研究员与激光钕玻璃

成型后的钕玻璃温度高达六七百摄氏度，需要在这个隧道窑里呆上一个星期，逐渐冷却到六七十度。实验初期，玻璃都在隧道窑里炸裂了。请来的外援专家，到现场看了后说这个问题他们也解决不了。

胡丽丽秉着“只能上，不能退”的决心，当场拍板自己解决。她带领团队花了半年时间，重新做方案，改变隧道窑的结构，最终解决了玻璃炸裂的问题。

这时，钕玻璃包边成为阻挡他们前进的又一座大山。

原有外购的包边胶存在容易脱胶、收缩大导致钕玻璃炸裂等问题。寻找了数家外协单位仍然未解决问题。胡丽丽团队决定自主研发钕玻璃包边胶。

通过几年的持续攻关，上万次实验，胡丽丽团队不仅最终研制出满足性能的包边胶，还成功研制出一整套机械化包边工艺，大大提升了钕玻璃包边性能和批量生产效率。

围绕大尺寸激光钕玻璃批量制造关键技术，胡丽丽团队经过十多年持续攻关，逐项攻克了大尺寸激光钕玻璃批量制造涵盖的连续熔炼、精密退火、包边、检测四大关键核心技术。

胡丽丽团队的成果打破了国外技术封锁，取得了以连续熔炼为核心的大尺寸激光钕玻璃批量制造关键技术的突破，实现了涵盖大尺寸激光钕玻璃连续熔炼、包边和高精度检测的三项核心技术发明。团队还自主发明并建成了具有中国特色的首条大尺寸激光钕玻璃连续熔炼线，实现了大尺寸激光钕玻璃的批量生产。

大尺寸N31激光钕玻璃已经成功应用于我国“神光”系列激光装置和用于开展前沿基础研究的上海超强超短激光实验装置（SULF）。

目前，上海光机所已成为国际上独立掌握钕玻璃元件全流程生产技术的机构。胡丽丽作为第一完成人，荣获上海市2016年度技术发明奖特等奖、2017年度国家技术发明奖二等奖。

胡丽丽说，没有团队的合作，这个项目不可能完成。挑战极限的科研攻关过程中失败是常态，成功来自从一次次失败中吸取和总结教训。这10多年的攻关中，自己团队所经历的失败次数更是难以列举。

“在外人看来，我们可能像一群只知道工作的苦行僧。可是我们也都知道，要想做成一点事情，光靠8小时是不够的。”胡丽丽说。

美国国家点火装置和东方超环哪个更厉害

中国的东方超环和环流器装置采用的都是磁性约束，美国国家点火中心采用的惯性约束。还是直接上结论，中国的技术路线主要在解决如何持续运行的问题，而美国则是面临如何让核聚变输出的能量大幅度高于输入的能量，两者解决问题的先后顺序不一样。

但是共同点在于，无论中国还是美国，再或者是国际合作项目，在核聚变装置的研制道路上都有着各种各样的巨大困难，刚才提到中美各自面临的问题，每一次突破都只是上了一个小台阶。而且最关键的问题是，这条路在不远处都有一座看起来几乎不可逾越的高山。

即怎么样把聚变能转化成电能，这个问题上人类几乎毫无办法。

托卡马克式核聚变装置内部，材料仍未得到解决

所以说，中美两国的技术路线不同，且距离终极目标还很遥远，未来的变量和影响因素太多，想要做到精确的比较第一还是第二，意义不大。

按照科学和工程技术的发展规律来看，科学家预测人类最快在2050年能够实现首个商用核聚变反应堆，这还是在各国合作顺利的情况下。

总的来说，无论是美国国家点火装置，还是中国环流器，每次宣布的里程碑事件，都让“无限能源”的可能性增加了一点点。我们乐观地相信，核聚变发电一定不是解不开的死结，人类终究有一天会驾驭这种力量

中国托卡马克和美国国家点火装置现在哪个领先

核聚变能是人类能源的未来，世界各国有能力的国家都在争先研究。目前可控核聚变技术主要有磁约束和惯性约束这两个研究方向，主要研究的是聚变起点相对来说比较低的氢元素的同位素氘（D）与氚（T）的聚变反应。

在磁约束和惯性约束这两个研究方向上，中美均有涉及，并且中美分别在这两个不同的研究方向上各自取得了不俗的成绩。

上个世纪美国也曾经花了大量的资金搞磁约束聚变研究，不过始终没有太大的突破。目前美国主要在大力发展激光聚变技术，比如美国劳伦斯·利弗莫尔实验室的国家点火装置（NIF）就是采用的这种形式。该装置所使用的激光器是目前世界上最大且最复杂的激光光学系统 。

国家点火装置可以把极强的能量通过上百条激光束聚焦到一个很小的点上，是目前世界上最大的激光聚变装置。当然，它也可以用来研究核爆试验。

在2022年12月中旬，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）宣布，他们首次在可控核聚变实验聚变点火过程中实现核聚变反应的净能量增益，即通过核聚变产生的能量比激发聚变所需能量更多。

乍一听，吓一跳！实际上，他们所说的激发聚变所需的能量其实就是指的激光总能量，也就是说目前该装置只是实现了聚变能量大于输入的激光能量，然而整个装置运行时所消耗的能量远大于那些激光束的总能量，并且该聚变过程只能维持很短的时间。总之这个突破，离实用还差得远。

我国目前在磁约束聚变技术上，取得的成就比较大，其中中科院合肥等离子体物理研究所的全超导体托卡马克核聚变装置（EAST）已先后实现1.6亿摄氏度20秒，7000万摄氏度1056秒的等离子体运行世界纪录。该装置是世界上第1个全超导托卡马克，也因此被誉为东方超环。

美国国家点火装置失败的影响

美国国家点火装置失败的影响是性约束核聚变在民用领域失败的必然。美国国家点火装置的失败与其说是资金、设计和技术原因导致，这是惯性约束核聚变在民用领域失败的必然。（位于合肥的托卡马克装置已经实现了1亿度以上的连续点火）。

核聚变实验在瞬间释放出10万亿瓦的能量

据该实验的研究人员称，破纪录的核聚变实验在瞬间释放出10万亿瓦的能量，其背后的秘密已被揭开：燃料舱内的中子重氢等离子体“自热”或“燃烧”。

据《Live Science》当时报道，去年，北加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家宣布，在国家点火装置 (NIF) 释放1.3兆焦耳能量的时间为100万亿分之一秒。

在两篇新的研究论文中，NIF 的科学家们表明，这一成就归功于世界上最强大的激光系统核心的微小空腔和燃料舱的精密工程，聚变发生的地方。

研究人员报告说，虽然燃料舱只有大约一毫米（0.04 英寸）宽，而且聚变反应只持续了最短暂的时间，但它的输出相当于每时每刻撞击地球的太阳光能量的10%左右。 .

研究人员表示，该反应释放出如此多的能量，因为聚变过程本身将剩余的燃料加热成足够热的等离子体，从而能够进行进一步的聚变反应。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的物理学家安妮·克里彻 (Annie Kritcher) 说：“燃烧的等离子体是指聚变反应产生的热量成为等离子体中主要的加热源，超过了启动或启动聚变所需的热量。”

克里彻是1月26日发表在《自然物理学》杂志上的一项研究的主要作者，该研究描述了NIF如何优化以实现燃烧等离子体，并且是同一天发表在《自然》杂志上的另一项研究的共同作者，该研究详细介绍了NIF在2020年和2021年初的第一次燃烧等离子体实验。

罐子里的恒星

核聚变是为太阳等恒星提供能量的过程。它与核裂变不同，核裂变用于地球上的发电厂，通过将重原子核（如钚）分裂成更小的原子核来产生能量。

当原子核“融合”——即结合在一起——形成更大的原子核时，核聚变会释放大量能量。

最简单的聚变类型是由氢提供燃料，研究人员希望有朝一日可以利用地球海洋中丰富的氢将核聚变发展为一种相对“清洁”的能源。

因为恒星非常大，它们强大的引力意味着聚变反应发生在非常高的压力下。但是在地球上这样的压力是不可行的——因此聚变反应必须在非常高的温度下进行。

（根据盖-吕萨克定律，在给定体积内，随着气体温度的升高，压力也会升高，反之亦然。）

不同的实验者提出了在高温下维持聚变反应的不同方法，美国国家点火设施专门研究一种称为“惯性约束”的方法。

它通过使用192支高功率激光器在中心撞击一小颗氢气球来产生高温，这些激光器本身会消耗大量能量，并且每天只能发射一次左右。

惯性约束方法是用于测试热核武器的先驱，它距离成为一种可行的动力源还有很长的路要走——这样的动力源必须每秒蒸发几个这样的燃料芯块，才能产生足够大的能量输出来产生有用数量的核燃料。

但是NIF最近在实现非常高的能量输出方面取得了成功，即使只是非常短暂的时刻。2021年8月的实验几乎从燃料颗粒中产生的能量与投入其中的能量一样多，研究人员预计未来的实验会更加强大。

惯性约束

这两项新研究描述了在 10 万亿瓦反应前几个月进行的燃烧等离子体实验；那些早期的实验最终从一个只有 200 微克（0.000007 盎司）的氢燃料颗粒中产生了 170 千焦的能量——大约是早期实验能量输出的三倍。

它是通过仔细塑造燃料舱——一个包围颗粒的聚碳酸酯金刚石的微小球形外壳——以及包含它的空腔——一个内衬金的贫化（不是非常放射性）铀的小圆柱体，被称为空腔来实现的。

新设计使加热弹丸的 NIF 激光器在空腔内更有效地运行，并且胶囊的热壳在燃料弹丸“内爆”时迅速向外膨胀——结果燃料在如此高的温度下熔化它将颗粒的其他部分加热成等离子体。

物理学家亚历克斯·兹尔斯特拉（Alex Zylstra）在一封电子邮件中告诉《 Live Science》：“这很重要，因为它是从聚变中产生大量能量的必要步骤，相对于我们投入的能量而言。” 兹尔斯特拉领导了最初的燃烧等离子体实验，并且是在《自然》 发表相关文章的主要作者。

他说，尽管在将惯性约束聚变用作动力源之前还需要更多的科学里程碑，但实现“燃烧”等离子体的步骤将使科学家能够更多地了解这一过程。

“在 NIF 燃烧等离子体现在处于一个新的制度中，我们可以在其中科学地研究这种条件，”兹尔斯特拉说，

克里彻补充说，这一突破将使人们更好地了解核聚变，该核聚变可用于其他类型的聚变反应——例如在托卡马克中发生的反应——而不仅仅是通过惯性约束聚变实现的反应。

“这项工作很重要，因为它提供了一种新的等离子体物理学机制，这将为整个聚变界提供丰富的理解，”克里彻说。

去核聚变美国国家点火装置视察的重要人物是谁

安妮克里彻。根据查询美国国家去核聚变的工程显示，安妮克里彻是其点火装置视察的重要人物，是整个项目的负责人，对美国去核聚变的工程具有决策和监管权力。

美国国家点火装置的介绍就聊到这里吧，感谢你花时间阅读本站内容，更多关于美国国家点火装置和东方超环哪个更厉害、美国国家点火装置的信息别忘了在本站进行查找喔。