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我們說的的核反應(yīng)類型是氫與硼的原子核發(fā)生融合，它不產(chǎn)生中子，因此在其主要反應(yīng)中沒有放射性。

氫——硼反應(yīng)示意圖。 Credit 新南威爾士大學(xué)(UNSW)

不利的一面，也是迄今為止我們最大的技術(shù)瓶頸：科學(xué)家為了成功引發(fā)連鎖核聚變，需要比太陽核心高200倍溫度的反應(yīng)環(huán)境。

現(xiàn)在一個(gè)國際科學(xué)家合作團(tuán)隊(duì)找到了使用超強(qiáng)度激光脈沖來產(chǎn)生高溫，同時(shí)壓縮氫核和硼核的方法。我們離反應(yīng)堆還有很長的路要走，但是我們始終未曾停下探索的腳步。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)的首席研究員Heinrich Hora表示：“看到這些反應(yīng)在實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬中得到證實(shí)是最令人興奮的事情。這不僅僅是因?yàn)樗C明了我以前的一些理論工作，而且還測量了激光引發(fā)的連鎖反應(yīng)強(qiáng)度，它產(chǎn)生了比熱平衡條件下高出十億倍的能量輸出。”

核聚變反應(yīng)長久以來最有希望成為干凈的、不會(huì)耗竭的能量來源，我們依靠現(xiàn)有理論和技術(shù)想法設(shè)法用聚變來取代核裂變反應(yīng)：聚變反應(yīng)中的原子不是被分裂，而是被結(jié)合在一起。

太陽上每天都在發(fā)生聚變反應(yīng)，較輕的原子核被融合在一起，在難以置信的溫度和壓力的下形成較重的原子的核。盡管理論上聽起來簡單易行，但在實(shí)踐中，這個(gè)過程被證明是極度困難的。

幸好，由于激光技術(shù)的最新發(fā)展以及Hora和他的同事進(jìn)行的模擬和實(shí)驗(yàn)，研究人員認(rèn)為有可能從激光束中產(chǎn)生一個(gè)“雪崩”聚變反應(yīng)，此時(shí)的輸出功率達(dá)到一兆萬億瓦每秒鐘。

如果未來的研究沒有發(fā)現(xiàn)這一方法的存在重大的技術(shù)障礙，科學(xué)家們認(rèn)為，可以在十年內(nèi)建成一個(gè)原型反應(yīng)堆。

最新研究還表明，氫硼方法領(lǐng)先于其他類似技術(shù)，包括美國國家費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的“點(diǎn)亮太陽”工程正在探索的氘-氚熔合(存在產(chǎn)生放射性廢料的缺點(diǎn))。

Hora說：“我認(rèn)為這使得我們的方法領(lǐng)先于所有其他聚變能源技術(shù)。”

該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制定了氫硼融合技術(shù)后續(xù)的路線圖，使我們離實(shí)現(xiàn)可控的核聚變能源又近了一步。

雖然在技術(shù)優(yōu)化和保持足夠的穩(wěn)定電力輸出方面仍然存在諸多挑戰(zhàn)，但如果這種新的技術(shù)能夠發(fā)揮作用，效益將是巨大的。

HB11的常務(wù)董事Warren McKenzie說：“燃料和反應(yīng)廢料都是安全的，反應(yīng)堆不需要熱交換器和蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)，我們需要的激光器可以直接訂購現(xiàn)貨。”HB11擁有新技術(shù)的專利權(quán)，正在籌備進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)。

該研究已發(fā)表在Laser and Particle Beams。