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  • 理論上核聚變有可能生成清潔能源,同時減輕全球變暖的影響
  • LawrenceLiverore國家實驗室首次核聚變實驗,以在國家點火設施項目中實現淨能量增益
  • 必威体育登录手机Agleent真空分治為LLNL提供可信答案和最佳技術(Agleent 80L/sturbom分子泵)支持其所需實驗條件,從而實現成功
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2022年12月13日 美國Secretary of Energy announced a major scientific breakthrough from a Department of Energy (DOE) National Laboratory: Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in California has carried out the first nuclear fusion experiment to achieving a net energy gain in the context of the National Ignition Facility (NIF) project.

必威体育登录手机實驗室科學家Gigleent機照片

核聚變是什麼

核聚變是一種能增強光和能量主要源的反應:太陽和其他恒星反應中,兩個(或更多)原子核填充質子和中子組成大核並釋放能量產生能量釋放是因為所生成核總質量小於原生核聯結質量剩餘批量變成能 運行輪機電源

舉例說,當和(均含氫同位素)熔化時,核形式釋放超中子,更重要的是釋放能存儲的能量(見圖1)。

圖1核聚變圖

造星造能

研究科學家正試圖重構核聚變-即產生宇宙恒星的反應-地球-因為反應可產生巨大能量

核聚變發生時,必須實現星際溫度(即1億+度)。進程強製正電荷核組成受控向量內等離子體,通過單向移動約千米/秒並並發引信消除反射一號

理論上說,如果實驗室控核聚變生成的能量能在全球範圍得到有效利用和存儲,這種技術能改變我們如何為家庭、企業和車輛運輸提供燃料。反應效率高到一公斤聚變能提供與1000萬公斤礦物燃料同等量的能量2

緊急需求清潔能源

自19線程地球溫度上升約1.1攝氏度二氧化碳量上升50%,因為化石燃料釋放溫室氣體以獲取能源3

平均溫度增量到22世紀初不應超過1.5攝氏度 科學家有警告42022年10月的聯合國報告預測地球溫度到2100年將至少上升2.4攝氏度4

新興清潔能源解決方案

研究科學家在這一領域強調核聚變可能是在減輕全球變暖影響的同時產生清潔能源的解決方案。過程不依賴使用化石燃料所源能源,也不產生溫室氣體汙染物或長效放射性廢物聚變堆材料也可以在100年內回收或重新使用

核聚變從本質上講為清潔低價能源提供願景,這是我們力所能及的,總有一天可能支持我們的日常生活、經濟和技術進化

LLNL標誌性成績

2022年12月5日,LLNL團隊NIF國家點火設施進行了核聚變實驗,迄今取得了裏程碑式成就:能量折疊-表示實驗產生比啟動過程所需要的更多能量

突破代表曆史時刻世界麵臨高不穩定能源價格和全球變暖史無前例的影響,因為全球化石燃料持續使用

NIF開發測試時間跨度超過50年,該設施引導國際激光聚合科學界運行其他實驗,如日本FIREX和中國SG-III

開拓性實驗

在最近的實驗中,單激光分入48光通道,然後放大並再分解為4通道,產生192波束

192激光加熱壓縮目標 製造溫度像太陽中心外位蒸發化成等離子體分片分秒破解並達400千米/秒(250兆米/秒)後繼的“crunch”生成壓縮式“fuce”高密度以至於核聚變發生

淨能量增益發生時核聚變所釋放的電量超過向目標提供的電量。在這種情況下,研究人員用2MJ生成3MJ

必威体育登录手机Agilent的貢獻

圖2必威体育登录手机敏捷TwisTorr84FS渦輪泵

必威体育登录手机Agleent與LLNL等離子電解小機組合作,大Apertule電解小機技術即專用光開關最初開發,是縮排NIF關鍵技術之一

光學開關禁止每激光卸載主放大器並允許192光束4次傳遞,通過特殊光學組件進一步擴大每一光束的能量和調製幹淨穩定吸附器是NIF激光實驗本段必備條件

LLNL合作生成並維護所需實驗條件密鑰是我們的渦輪分子泵必威体育登录手机PEPC群用48Agleent80L/s渦輪分子泵保證正確操作和完全壓力水平

推進研究領域

LLNL研究團隊成功展示核聚變實驗淨能增益,但仍有一些技術挑戰有待克服,例如:

  1. 複製實驗-如果條件不優則停止
  2. 進一步優化所有響應條件,同時確保所有組件都足夠強健以承受核聚變所必備的極端環境
  3. 從核聚變反射出更高能量

LLNL和關聯研究實驗室下一個研發階段最有可能涉及複製和方法學開發,目的是實現更高的能源增益,提高長期商業可行性必威体育登录手机談到吸塵技術支持時,敏捷產品和專門知識將繼續在推進這一研究領域方麵發揮重要作用。

無人吸塵泵英雄

必威体育登录手机"We at Agilent are very proud that our vacuum pumps have been instrumental in the success of the most astonishing experiments of this millennium: discovering the Higgs boson, detecting gravitational waves, and now controlled nuclear fusion," said Mauro Audi, business development manager for academia, government, and research.

必威体育登录手机在許多方麵,真空泵是最近最有魅力和最創舉研究實驗的無名英雄,Agilent有幸在實驗中發揮了作用。