核聚變中粒子行為“出人意料”

北京11月16日電 英國《自然·物理學(xué)》雜志14日發(fā)表的一篇論文中，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室科學(xué)家團隊基于實(shí)驗結果認為，離子（帶凈電荷的原子）在聚變反應中的行為不同于此前預期。這些發(fā)現或為未來(lái)設計激光聚變能源帶來(lái)新見(jiàn)解，而了解粒子“出人意料”行為的根本原因，對于實(shí)現穩健和可重復的點(diǎn)火可能非常重要。

位于勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗室的美國國家點(diǎn)火裝置是目前最大、最復雜的慣性約束聚變裝置，主要任務(wù)是產(chǎn)生高能量的聚變反應，其實(shí)現要依靠激光系統中心的微型腔體和燃料膠囊的精密工程。

在激光聚變實(shí)驗中，激光加熱由氘和氚離子組成的燃料，形成等離子體，從中各離子間發(fā)生聚變反應。這一反應產(chǎn)生的能量加熱燃料帶來(lái)更高溫度，從而創(chuàng )造出更多反應，導致失控過(guò)程（熱核燃燒）。

為了進(jìn)一步在燃燒等離子體中探索這些反應，物理學(xué)家阿拉斯戴爾·摩爾、艾德·哈托尼及他們的同事，此次通過(guò)分析聚變反應中產(chǎn)生的中子的分布，測量了氘和氚離子的溫度。與過(guò)去非燃燒等離子體的實(shí)驗相比，研究團隊觀(guān)察到了更多具有更高能量的離子，這表明等離子體在熱核燃燒開(kāi)始時(shí)行為不同。

在一篇同時(shí)發(fā)表的新聞與觀(guān)點(diǎn)文章中，意大利羅馬大學(xué)物理學(xué)家斯蒂法諾·阿特贊尼總結說(shuō)，“燃燒等離子體的實(shí)現不僅是走向聚變能源漫長(cháng)道路中的重要一步，也開(kāi)辟了調查未經(jīng)探索的物質(zhì)條件的道路，帶來(lái)的成果有時(shí)會(huì )出人意料。”