美國制造世界最大激光脈沖

高翔

位于加利福尼亞州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的美國國家點火裝置（NIF）日前制造出了人類歷史上能量最大的激光脈沖。7月5日，192束激光融合成一個紫外線激光脈沖，產生了500萬億瓦特峰值功率，這比美國在任何特定時刻內使用的總電量還要高1000多倍。

對旨在用類似于發生在氫彈中的核聚變反應產生巨大能量的“聚變”設備來說，這個脈沖的產生具有重大歷史意義。美國國家點火裝置負責人愛德華·摩西表示：“它正全面運作。科學家在清潔聚變能源的探索上邁出了重要一步。”

麻省理工學院高級研究科學家理查德-帕特拉索表示：“這個500萬億瓦功率的激光脈沖是美國國家點火裝置研究小組的非凡成就——在實驗中創造出迄今為止只出現于恒星內部深處的史無前例的聚變反應。對美國和世界各地像我們一樣在極端條件下不懈追求基礎科學和實驗室聚變點火目標的科學家來說，這是一個非同尋常、令人興奮的成就。”

加利福尼亞大學伯克利分校天文學、地球與行星學教授雷蒙德·簡羅茨表示：“美國國家點火裝置成功制造出500萬億瓦功率、具有里程碑意義的激光脈沖，這是世界上經過最嚴格的控制產生的能量最大的激光。”

這個脈沖只持續了230億分之一秒。這個激光陣列并未朝著目標物發射，但2年內，科學家將朝著一個1毫米氫球發射這192束激光。美國國家點火裝置的科學家希望它將來點燃聚變反應堆的聚變，從而釋放出比這些激光所輸入的能量還要多的能量，這也就是可控的核聚變反應，即所謂的“人造太陽”。

受控的核聚變可以生成一種從50年代以來科學家一種試圖制造出來的清潔能源，但在氫彈中核聚變是不受控制的。由于激光脈沖的持續時間極其短暫，所以所需總能量并不像聽起來的那么多，它們被儲存在美國國家點火裝置電池一樣的巨大容器中。 美國國家點火裝置負責人摩西表示：“該事件在國家點火計劃對聚變點火的探索中是個重要里程碑。國家點火裝置用單個激光束進行過許多次類似的能量生成示范，但用192束激光在同時進行操作還是頭一次。”點火將成為一種釋放出遠超過“得失相當點”的巨大能量的自持反應。

美國國家點火裝置使用了超重氫和在“重水”中發現的氫同位素重氫的小球，通過激光器把這些小球壓縮到起初尺寸的數百分之一大。這個反應把這些原子融合成氮原子，釋放出移動迅速、名為中子的亞原子粒子，這可能用于給水加熱和為蒸汽輪機提供動力。

但該項聚變研究并非沒有爭議。美國國家點火裝置還參與了美國的武器研發計劃。這個聚變過程還被用于氫彈中。美國國家點火裝置在這個國家的“核武器庫存維護與管理計劃”中扮演著重要角色，以確保核軍火庫發揮它應有的作用。綠色和平組織等環境機構認為應把聚變研究的經費轉移到研發風力和波浪發電等技術上來。

受控的核聚變可以生成一種從50年代以來科學家一種試圖制造出來的清潔能源，但在氫彈中核聚變是不受控制的。由于激光脈沖的持續時間極其短暫，所以所需總能量并不像聽起來的那么多，它們被儲存在美國國家點火裝置電池一樣的巨大容器中。