太陽核聚變

數(shù)十年來，全世界科學(xué)家一直夢想著在地球?qū)嶒?yàn)室里實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)，期望能夠獲得取之不盡的清潔能源。相比人類目前采用的裂變式的核能，聚變反應(yīng)更加高效，并且?guī)缀鯖]有放射性污染等環(huán)境問題。聚變反應(yīng)需要的燃料可直接從海水中富含的氚和氘中提取，如果每升海水中所蘊(yùn)含的氘和氚發(fā)生完全的聚變反應(yīng)，就能夠產(chǎn)生相當(dāng)于300升汽油燃燒時(shí)釋放的能量。以此推算，目前世界能源消耗水平和海水存量，聚變產(chǎn)生的能量可供人類使用數(shù)億年之久，因此，聚變能被科學(xué)家看作是人類的終極能源。

激光核聚變實(shí)驗(yàn)

當(dāng)前，如何控制聚變反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)持續(xù)的能量凈輸出，是當(dāng)今科學(xué)界一直聚焦的科學(xué)問題。激光聚變被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)受控核聚變的一種最有效的途徑。為了實(shí)現(xiàn)激光點(diǎn)燃核聚變反應(yīng)，人們提出了許多方案，其中快點(diǎn)火方案被一直認(rèn)可，該方案就是利用超強(qiáng)加熱激光脈沖產(chǎn)生的大量高能超熱電子，給預(yù)先壓縮的氘氚燃料快速加熱使其達(dá)到發(fā)生聚變反應(yīng)所需要的溫度。然而激光核聚變需要把直徑為1毫米的聚變?nèi)剂闲∏蚓鶆蚣訜岬?億度才能點(diǎn)燃核聚變反應(yīng)，這就要求激光器的能量就必須大于1億焦，依靠目前科學(xué)技術(shù)還是很難做到的。

激光核聚變示意圖

目前，為了能夠制造出更高能量的激光超能電子，每過一段時(shí)間就在美國舉辦一場國際激光聚光能力的競賽。高功率激光薄膜是構(gòu)成激光聚變裝置、超強(qiáng)超短激光等強(qiáng)激光系統(tǒng)的重要元件，也是唯一能迫使直線前行的強(qiáng)激光按照人類的想法聚焦的獨(dú)門元件。它能夠抵擋住的高能激光的沖擊而又能保障高功率激光裝置不會(huì)灼燒到自己，同時(shí)高效地指揮激光射擊的方向，使所有激光束能夠有序地射向同一靶點(diǎn)。激光損傷閾值的大小就是代表著這個(gè)元件控制激光的能力，其數(shù)值大小決定著能不能把激光所有的能量送到靶點(diǎn)。因此，激光聚焦能力的大小就可以通過比較激光反射薄膜元件損傷閥值的大小來衡量。

激光控制技術(shù)

近日，美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室公布了2018年基頻激光反射薄膜元件激光損傷閾值國際競賽結(jié)果：中國科學(xué)院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室研制的激光反射薄膜元件再次獲得世界第一，損傷閾值高出第二名20％左右。這次取得科研成果也使人類實(shí)現(xiàn)高效的激光點(diǎn)火核聚變更接近現(xiàn)實(shí)，為人類更好的利用核聚變制造清潔能源做出了巨大貢獻(xiàn)。

中國激光核聚變新型方案

其實(shí)各國對(duì)激光核聚變研究的并不僅僅為了核聚變清潔能源，還有著軍事目的，因此激光核聚變就成了各個(gè)國家發(fā)展的國家重器。激光核聚變在軍事上的重要用途之一是發(fā)展新型核武器，特別是研制新型氫彈 ，因?yàn)橥ㄟ^高能激光代替原子彈作為氫彈點(diǎn)火器實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)，可以產(chǎn)生與氫彈爆炸同樣的等離子條件，為核武器設(shè)計(jì)提供物理學(xué)數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)計(jì)算程序，進(jìn)而研制新型核武器，所以我國在激光核聚變?nèi)〉贸煽円矎能娛陆嵌鹊於宋覈氖澜畿娛碌匚?。讓那些西方政治家不敢?duì)我國有非分之想。

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未來核聚變激光武器