北京時間8月20日夜間，國際知名學術期刊《自然》在線發(fā)表一篇物理學論文稱，研究人員發(fā)現(xiàn)一種電化學方法可以提升氘的核聚變速率。雖然這一實驗方法距離實現(xiàn)能量輸出超過輸入仍很遙遠，但已展示出用低能量電化學過程在高得多的能級上影響核反應速率的可行性。

　　該論文介紹，核聚變是太陽的能量來源，涉及兩個輕原子核結合成一個較重原子核并釋放出能量的過程。科學家們認為，核聚變有潛力成為清潔能源，但目前的聚變反應堆還不能產(chǎn)生足夠的聚變事件來產(chǎn)出比消耗更多的能量。

　　其中，一個控制聚變速率的因素是燃料密度：密度越高，粒子碰撞可能性越大，從而增加聚變發(fā)生的概率。有一種聚變方案通過結合磁場、溫度和壓力，壓縮核燃料(通常是氘的等離子體，氘是氫的重同位素)，使之達到聚變發(fā)生的臨界狀態(tài)，但這一技術還在開發(fā)中。

　　在本項研究中，論文通訊作者、加拿大不列顛哥倫比亞大學Curtis P. Berlinguette和同事合作，探索出一種提升氘聚變速率的全新路徑——利用電化學原理。他們設計出一個臺式粒子加速器，命名為“雷鳥反應堆”，該裝置用一束氘離子流轟擊鈀靶：隨著植入鈀中的氘濃度升高，在已植入的氘和束流中新進入的氘之間碰撞引發(fā)的聚變速率也增加，直至達到穩(wěn)定狀態(tài)。

　　鈀靶還連接一個電化學電池，當電池啟動時，會有更多氘注入靶中增加聚變速率。平均而言，與沒有電化學加載相比，其聚變速率增加了15%。不過，論文作者提醒指出，目前“雷鳥反應堆”每輸入15瓦的能量僅能產(chǎn)生約十億分之一瓦。

　　《自然》同期發(fā)表同行專家的“新聞與觀點”文章認為，高效核聚變目前仍然是個難題，“盡管如此，使用電化學方法來增加核聚變速率是一個重大成就”，本項研究憑借涵蓋了核物理、化學和材料科學的技術進展，正為利用可獲取的臺式核反應堆驅(qū)動低能核聚變的更廣泛研究鋪平道路。

　　(記者 孫自法 制作 樂小敏 視頻來源 施普林格·自然）

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