美“迷你太陽”或?qū)⑻峁┤珖姆种荒芰?/span>
它看起來可能跟任何普通建筑物并沒有太大區(qū)別，但是它緊閉的門后卻隱藏著未來的安全再生能源的答案。在美國加利福尼亞州的利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置(NIF)建設(shè)地點，科學(xué)家正在向建全球首個可持續(xù)聚變反應(yīng)堆----“在地球上創(chuàng)造一顆微型恒星”的目標邁進。
科學(xué)家希望到2012年他們的這個耗資22億英鎊（35.49億美元）的“迷你太陽”，能成為全球首個可持續(xù)性核聚變反應(yīng)堆。
向反應(yīng)堆中心發(fā)射192束激光束，這些光束瞄準的是一個含有氘和氚氣的玻璃目標物。
科研組使反應(yīng)堆中心的溫度上升到600萬華氏度。
據(jù)專家預(yù)測，該反應(yīng)堆將在2020年開始運行，到2050年將有四分之一的美國能源是由核聚變能提供的。
這個反應(yīng)堆將成為地球上的一個微型“太陽”，它在2020年開始運行時，將為數(shù)千人提供能量。
通過過去幾周進行的一系列主要試驗，這項耗資22億英鎊(35.49億美元)的項目又向成功在2012年點燃可操作性聚變反應(yīng)邁進了一小步。據(jù)利弗莫爾國家點火裝置的一個科研組說，11月2日他們朝該反應(yīng)堆中心發(fā)射192束激光束，用它們瞄準一個包含氚和氘氣體的玻璃目標物。它釋放的能量高達1.3兆焦，這打破了世界紀錄，其核心的最高溫度大約是600萬華氏度。與之相比，太陽中心的溫度是2700萬華氏度。
然而這項最新試驗并沒引發(fā)可持續(xù)性聚變反應(yīng)，不過國家點火裝置的科學(xué)家對它的未來充滿自信。國家點火裝置主管愛德·摩西說：“這些試驗結(jié)果非常振奮人心。它們讓我們相信，我們一定能實現(xiàn)氘-氚核聚變目標物里的點火條件。”這些研究人員自1997年該設(shè)施開始建設(shè)起，就一直在從事這項工作。他們希望能在2年內(nèi)使可持續(xù)性核聚變反應(yīng)變成現(xiàn)實，這一成果將對地球具有重大意義。
據(jù)國家點火裝置的官員估計，核聚變反應(yīng)堆版本的發(fā)電站原型將在2020年開始運行，到2050年將有幾乎四分之一的美國能量是由核聚變能提供的。國家點火裝置是美國能源部國家核軍工管理局(NNSA)的構(gòu)想，是世界上最大的激光科學(xué)建設(shè)項目。在國家點火裝置內(nèi)部是130噸重的目標靶室，192個激光器發(fā)射的中子，最終將會引發(fā)核聚變反應(yīng)。
靶室里的洞的直徑是10米，用30厘米厚的混凝土掩埋，使192束激光可以進入靶室內(nèi)。這一過程被稱作正在進行的慣性約束核聚變(ICF)，一旦反應(yīng)堆被點燃，它將促使目標材料(由一個玻璃球盛放的材料)里產(chǎn)生空前高溫和高壓。靶室里的溫度將會超過1億華氏度，內(nèi)部壓力將超過地球大氣壓的1千億倍。這些條件與恒星和巨型行星核心的環(huán)境更加類似，而不是位于舊金山東部的一個國家機構(gòu)里的科研裝置。
國家點火裝置是一個面積是足球場的3倍的10層樓高的建筑物的所在地，它不僅是美國能源學(xué)家，而且是全球能源研究人員的一個長期夢想。國家點火裝置的一位發(fā)言人說：“為了在實驗室里產(chǎn)生核聚變?nèi)紵驮鲆孢M行的長達10年的研究，促使國家點火裝置的構(gòu)想誕生。目前利用核聚變或原子裂變產(chǎn)生能量的核電站，在過去50多年已經(jīng)大大增加了發(fā)電量。但是迄今仍未證明利用核子融合燃燒和增益產(chǎn)生能源的方法是可行的。”
這位發(fā)言人說：“要想發(fā)生核聚變?nèi)紵c增益，首先必須‘點燃’由氫的同位素氘和氚構(gòu)成的特殊燃料。20世紀70年代，科學(xué)家開始利用強大的激光束進行試驗，壓縮和加熱氫的同位素，使其達到它們的熔點，這一技術(shù)被稱作慣性約束核聚變。利用激光束快速加熱，導(dǎo)致目標物的最外層發(fā)生爆炸。根據(jù)牛頓的第三定律，目標物的剩余部分在強烈內(nèi)爆的驅(qū)使下，內(nèi)部的燃料受壓壓縮，形成一個沖擊波，這會進一步加熱中心區(qū)域的燃料，導(dǎo)致可持續(xù)性燃燒，即已知的點火。”
計算機自動控制集成系統(tǒng)所在地國家點火裝置控制室，是模仿德克薩斯州休斯頓美國宇航局的任務(wù)控制中心建設(shè)的，它是有史以來為科學(xué)儀器設(shè)計的最復(fù)雜的自動控制系統(tǒng)之一。國家點火裝置的一位發(fā)言人說：“它的850臺電腦使激光束的間隔不超過50微米。”
核裂變能是核電站采用的形式，迄今為止它已引發(fā)了眾多事故，例如1986年的切爾諾貝利核泄漏事故。然而核聚變能與前者不同，它不僅安全，而且相對還很環(huán)保。國家點火裝置的一位發(fā)言人說：“盡管核聚變是一種核子過程，但是它與裂變過程不同，因為核聚變反應(yīng)不產(chǎn)生放射性副產(chǎn)品。核聚變能非常有希望成為一種長期的未來能源，因為核聚變所需的燃料在地球上比較豐富，而且它產(chǎn)生的能源比較安全和環(huán)保。”
這位發(fā)言人說：“氘是從海水里萃取出來的，氚來自金屬鋰，這是土壤里的一種常見元素。一加侖海水可提供相當于300加侖汽油產(chǎn)生的能量，50杯海水產(chǎn)生的燃料所含的能量，相當于2噸煤。核聚變電站將不會產(chǎn)生碳，而且生成的放射性副產(chǎn)品也比當前的核電站更少，儲存方法也更簡單。核聚變電站的核反應(yīng)堆失控或‘坍塌’，也不會造成危險。因此，核聚變能將對環(huán)境和經(jīng)濟都有利。國家點火裝置只是第一步，要達到這個目標，科研人員還要進行更多研究和技術(shù)開發(fā)工作。” 
