04.26 地球能源即將耗盡,難道我們終將陷入無邊的黑暗中?

上帝說:要有光。

光是我們賴以生存的根基。人類的能源從根本上說來自,即發生在太陽上的。隨著地球資源不斷被耗盡,人類想要獲得源源不斷的能量,就必須使這一反應在可控條件下持續進行。

地球能源即將耗盡,難道我們終將陷入無邊的黑暗中?

多年來,科學家們始終致力於找出開掘能量寶藏的方法。上世紀60年代,就在激光發明後不久,我國核物理學家王淦昌先生與前蘇聯科學家分別獨立提出了激光核聚變的構想,激光核聚變是指利用高功率激光照射核燃料,從而引起核聚變反應,獲得聚變能量。這要求將核燃料壓縮至鉛密度的20倍,並達到1億攝氏度的高溫。也就是說高功率激光裝置必須產生能量極強的激光脈衝,在極短的時間尺度內均勻且精準的照射核燃料,以創造類似於太陽內部的極端條件,從而滿足聚變反應的要求。如此苛刻的條件對高功率激光裝置提出了極高的設計和建造要求,幾乎達到現有科學技術水平的極限。

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1988年,王淦昌、王大珩等專家聯合上書鄧小平等中央領導,建議加速發展慣性約束聚變研究。在老一輩科學家的帶領下,我國激光慣性約束聚變研究步入了快速長遠的發展道路。如今,我國以及美國、法國、日本、俄羅斯等全球主要大國爭相在這一前沿領域展開研究。而神光Ⅱ大型高功率激光裝置就是我國進行激光慣性約束聚變研究的核心平臺之一,擁有極為重要的國際影響力。

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建於上個世紀90年代,是當前我國規模最大、國際上為數不多的高性能高功率釹玻璃激光裝置。它在規模上處於世界上正在運行的同類裝置的第四位。2000年運行以來性能穩定,光束質量及運行輸出指標要求已與當今國際高水平的大型激光驅動器光束輸出質量水平相當,具備了高水平運行的綜合技術能力。該裝置上進行的物理實驗已取得一系列階段性重大成果,其中直接驅動打靶,獲得單發4×10中子,是國際同類裝置獲中子產額的最好水平,為我國慣性約束聚變研究做出了重大貢獻

地球能源即將耗盡,難道我們終將陷入無邊的黑暗中?

的建成並投入運行,標誌著我國大型強激光和研究跨上一個新臺階,躋身於世界前五強,對提高綜合國力具有重要意義。超強超短激光技術,是在1000萬億分之幾秒的超短瞬間,產生相當於全世界電網數倍功率的超強激光,這是上個世紀90年代以來強激光技術伴隨著產生的一項尖端高新技術。這項高新技術,可以揭示物質和化學反應過程中快速演變的,同時也可以模擬出只有在天體或過可能有的高壓、高溫、高密度的極端物理條件。更具有重大科學意義的是,開拓了激光和物質相互作用的新理論、新方法,開創了強場物理這一新的物理學發展方向,直接推動了激光與生命科學、、信息科學等前沿交叉領域的學科發展。而這些相關學科技術在國民經濟中的應用前景將是相當可觀的。

地球能源即將耗盡,難道我們終將陷入無邊的黑暗中?

從1964年提出利用激光驅動器引發核聚變的設想,再到2015國際光年,為了短短百萬分之一秒的實驗,幾代科學家跋涉了半個多世紀,使我國慣性約束聚變研究和激光驅動器研究得到快速穩步的發展,進而有了神光Ⅱ裝置如今的技術水平和輝煌成績,無論研發還是應用,整個神光Ⅱ激光裝置都是在無人踏足過的地方開闢全新路徑,不僅僅是幫我們追逐光與能,裝置所創造的物理條件,在自然界中只有到核爆炸中心恆星內部或是黑洞邊緣才能找到。 在這個平臺上,為各個不同尖端領域提供數據支持的實驗層出不窮。

地球能源即將耗盡,難道我們終將陷入無邊的黑暗中?

這是一個比拼國家最高科研實力的戰略領域,是一個讓科幻有機會落地現實的大科學裝置,是一個可能在本世紀中葉開創能源奇蹟的科研項目。是一個雖不能解釋我們從何處來,但可能解釋我們將往何處去的文明。

上海市科學技術委員會指導

上海東影傳媒有限公司攝製

鳴謝:中國科學院上海光學機械研究所


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