今朝的“雷鸟反映堆”能量转化效率还有很低，每一输入15瓦的电能，孕育发生的聚变能量输出仅有约十亿分之一瓦（1x10??W）。
自人类熟悉到太阳的能量源在核聚变以来，于地球上复现这一最终能源历程便成为了几代科学家的胡想。若能乐成，咱们将拥有近乎无穷的清洁能源。然而，让两个原子核降服巨年夜的静电斥力彼此接近并交融，需要极度的高温高压前提，其耗损的能量往往年夜在孕育发生的能量。
降服这个问题的路径之一是提高燃料密度，从而增长聚变历程中粒子碰撞交融的几率。8月20日，《天然》（Nature）杂志发表了来自加拿年夜英属哥伦比亚年夜学柯蒂斯 贝林格特（Curtis Berlinguette）团队的最新研究结果。他们设计出一种粒子反映装配“雷鸟反映堆”（Thunderbird Reactor），使用电化学要领增长了燃料密度，显著提高了氘的核聚变速度。这一发明虽然还没有解决能量增益问题，但其展示的道理性冲破，可能为低能核反映研究以致将来的聚变技能摊平门路。
不列颠哥伦比亚年夜学（UBC）的雷鸟反映堆。图片来自作者 ?
核聚变，顾名思义，是两个较轻的原子核联合成一个较重原子核的历程，此间会开释出巨年夜的能量。科学家们重要研究氘（dāo）及氚（chuān）的聚变反映，由于它们于相对于“暖和”的前提下就能发生——需要上亿摄氏度的高温，将物资酿成等离子体状况。同时，还有需要强盛的磁场或者激光将其约束于有限空间内，并维持充足高的密度，确保有充足多的碰撞。
该研究没有沿用制作更强磁场或者更高温度的传统思绪，而是选择于固体质料内部创造极高的局部燃料密度。于“雷鸟反映堆”中，一束氘离子流起首像发射枪弹同样连续轰击一块金属钯制成的靶材。当氘离子击中钯靶时，一部门会与靶材中已经被吸附的氘原子发生聚变，年夜量氘离子会“钻”进钯的晶格布局中并被“卡”住。
跟着时间推移，钯靶内部的氘浓度愈来愈高，形成一个高密度的“燃料库”。这使患上后续射入的氘离子有更年夜概率撞上先前植入的氘，从而让聚变反映的速度不停爬升，直至到达一个饱及的不变状况。
随后，研究职员将钯靶作为电化学电池的一个电极。当启动这个电池时，电化学反映会驱动溶液中更多的氘原子被“泵”入钯靶内部，进一步将更多“燃料”硬塞进本已经拥堵的钯晶格中，使患上局部的氘密度逾越了仅靠离子束所能到达的极限。试验成果显示，当电化学装配启动后，氘的聚变速度于原有基础上平均增长了15%。
这项事情注解可控的、低能量的电化学要领可以或许晋升核聚变效率，但间隔贸易聚变发电还有有极远的间隔。研究团队指出，今朝的“雷鸟反映堆”能量转化效率还有很低，每一输入15瓦的电能，孕育发生的聚变能量输出仅有约十亿分之一瓦（1x10??W）。
“只管云云，利用电化学要领来增长核聚变速度是一个庞大成绩。”于同期发表《天然》的评论文章中，艾米 麦基翁-格林（Amy McKeown-Green）及珍妮弗 迪翁（Jennifer Dionne）暗示，这项事情“依附涵盖了核物理、化学及质料科学的技能进展，作者正为乐鱼电竞SEO-使用可获取的台式核反映堆驱动低能核聚变的更广泛研究摊平门路。”
参考文献:
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07527-3
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