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美国实验室团队负责人荣获2024年国际原子能机构核聚变奖

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劳伦斯·利弗莫尔国家实验室团队。(照片来源:Jason Laurea/劳伦斯·利弗莫尔国家实验室)

美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室和罗切斯特大学组成的团队发表的一篇关于聚变中子源的论文获得了国际原子能机构的年度核聚变奖。  该论文介绍了释放中子形式的聚变能量输出的关键性成功。

核聚变奖每年颁发一次,以表彰在国际原子能机构期刊《核聚变》上发表的杰出研究成果。每年都有十篇论文入围提名名单。这些论文具有最高的科学水准,于颁奖年度前三年在该期刊发表。提名基于引用记录和编辑委员会的推荐,然后由编辑委员会投票决定哪篇论文的科学影响力最大。 

论文第一作者、该奖项获得者Charles B. Yeamans说:“向物体发射足够强的激光可以激发聚变反应,就像太阳和其他恒星中的聚变反应一样。”

新突破

这篇获奖论文探讨了从极向直接驱动装置中经辐照的氘氚气体密封容器产生的中子源。在环境温度下用强激光脉冲加热这些密封容器,激发聚变反应。获奖论文可在这里查阅。

《核聚变》于1960年创刊,是该领域被引用次数最多的期刊,由国际原子能机构和英国物理学协会联合出版,  记录了聚变领域的每一项重大进步。自2006年起,该期刊设立奖项,以表彰对其领域做出重大贡献的论文。每年根据引用记录和编辑委员会的推荐提名十篇论文入围名单,然后由委员会投票决定哪篇论文的科学影响力最大。往届获奖论文详情见这里

2024年获奖论文:惯性约束聚变

论文中详述的实验在劳伦斯·利弗莫尔国家实验室完成。这个拥有世界上最强大激光器的实验室过去六十年一直致力于实现聚变点火这一具有挑战性的目标 — 使产生的聚变能量超过输入到靶丸的激光能量。  该实验室的国家点火装置采用的是一种称为惯性约束聚变的方法,而不是磁约束聚变,前者用激光粉碎燃料颗粒,后者用强大的磁体在反应堆中捕获一团称为等离子体的原子。

Yeamans说:“在初始实验成功后的一年半时间里,[……]极向直接驱动是将激光能量输入转化为聚变能量输出的最有效方式。”

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室高能量密度科学计划副主任Heather Whitley与罗切斯特大学的Steve Craxton和Emma Garcia共同开发了大直径极向直接驱动密封容器的初步设计。她说:“极向直接驱动配置为其他高温等离子体物理实验提供了极佳的诊断途径。”

继极向直接驱动实验之后,2022年12月,国家点火装置进行了首次受控聚变实验,利用间接驱动方法产生了净能量增益,这是一项重大科学突破,引起了全球关注。

Yeamans的合著者包括劳伦斯·利弗莫尔国家实验的Elijah Kemp、Zach Walters、Heather Whitley和Brent Blue,以及罗切斯特大学激光能量实验室的Steve Craxton、Patrick McKenty、Emma Garcia和Yujia Yang。 

2024年奖和即将到来的2025年奖的颁奖仪式将于10月在中国成都举行的国际原子能机构聚变能会议期间举行。

了解有关《核聚变》期刊的更多信息以及了解如何准备和提交论文,请点击这里

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