Fusion '101' – 为什么它对气候变化和气象气球很重要？

科学中的一些东西很酷。 其他人很酷，可能会改变生活。 本周，美国能源部宣布其实验室之一劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 实现了聚变点火。 让我们分解一下这意味着什么以及为什么它对气候变化很重要。

能源部 新闻稿 说，“5 月 XNUMX 日，LLNL 国家点火装置 (NIF) 的一个团队进行了历史上第一个受控聚变实验以达到这一里程碑，也被称为科学能量平衡，这意味着它从聚变中产生的能量比用于核聚变的激光能量更多驾驶它。 聚变与太阳产生能量的过程相同。 几十年来，科学家们一直试图在实验室中重现该机制，但一直难以实现。 总统科技首席顾问兼白宫科技政策办公室主任 Arati Prabhakar 博士指出，“我们对核聚变已有一个多世纪的理论认识，但从知晓到实践的过程可以漫长而艰巨。 今天的里程碑表明我们可以坚持不懈地做些什么。”

那么为什么这对气候变化很重要呢？ 当两个较轻的原子核（在本例中为氢）结合产生一个较重的原子核（如氦）时，就会发生聚变。 在此过程中，会释放出大量清洁能源。 能源部新闻稿继续说，“这一历史性的首创成就将提供前所未有的能力来支持 NNSA 的库存管理计划，并将提供对清洁聚变能源前景的宝贵见解，这将是一个游戏-改变实现拜登总统的净零碳经济目标的努力。”

该公告改变了科学、技术和工程界的游戏规则。 但是，校准预期很重要。 我们仍然可能需要几年到几十年的时间才能在足够大的规模上模仿太阳的能量来满足当前的能源需求。 这个实验产生了足够的净增益能量 熬 几加仑水，但这不是令人兴奋的点。 关键是作为输出产生的能量多于作为输入传递的能量。 请记住，第一架飞机不是波音梦想飞机，第一部手机需要稍加锻炼才能提起。

然而，设想一个没有排放、空气污染或放射性废物的能源经济是非常诱人和充满希望的。 聚变的燃料供应是氢。 氢气非常丰富。 当您阅读本文时，您可能会问聚变与核电站中的裂变有何不同。 这 国际原子能机构网站 说，“裂变将重元素（具有高原子质量数）分裂成碎片； 而聚变则将两种轻元素（原子质量数较低）结合在一起，形成一种较重的元素。” 这两个过程都会释放能量，但聚变不会产生放射性废物。 它产生惰性氦气（顺便说一句，可用于气象气球）。 聚变也不会产生核事故特有的连锁反应，也不能真正用于武器生产。

也许现在你明白为什么科学家们头晕了。