中国创造“微型太阳”,获“氢弹之父”奖项

发布时间:2022年09月22日
       几天前, 以氢弹之父命名的 2015 年爱德华·泰勒奖在西雅图宣布。美国核物理研究所将其授予中国科学院院士、激光等离子体物理学家、上海交通大学校长张杰, 以表彰他和他的团队在快射激光聚变方面取得的成就。研究, 对​​强激光实验室天体物理学研究的重要贡献。这也是中国科学家首次获得激光聚变领域的国际最高奖项。在地球上创造一个微型太阳几十年来,

世界各地的科学家一直梦想着在地球实验室实现太阳的聚变反应, 以获得取之不尽的清洁能源。与人类目前使用的裂变型核能相比, 聚变反应效率更高, 几乎不存在放射性污染等环境问题。聚变燃料可以直接从富含海水的氚和氘中获得。如果每升海水中所含的氘和氚发生完全聚变反应, 燃烧时可以产生相当于300升汽油的能量。以此推算, 按照目前世界能源消耗水平和海水存量, 聚变能可供人类使用数亿年, 甚至数十亿年。因此, 聚变能被视为人类的终极能源。然而, 如何控制聚变反应, 实现持续的净能量输出, 是科学界一直关注的重大科学问题。激光聚变是实现可控核聚变的一种方式。为了实现核燃料的连续燃烧, 先后提出了中心点火激光聚变和快点火激光聚变等物理方案。其中, 快点火方案有望大大降低驱动激光器的能量和激光等离子体的不稳定性, 因此已被世界广泛接受。广泛关注。如果以汽车发动机的工作原理类比, 中心点火方案相当于柴油机, 在压缩汽化燃料的同时实现自燃;而快速点火方案类似于汽油发动机的原理。
       燃料压缩到一定程度后, 火花塞点火。在快点火方案中, 通过超强加热激光脉冲产生的大量高能过热电子将预压缩的氘氚燃料快速加热到聚变温度的过程相当于一次点火过程。
       汽油引擎。因此, 在快点火物理方案的研究中, 超热电子的定向产生和可控输运是快点火激光聚变成功的关键。张杰教授带领的研究团队对该问题进行了深入系统的研究, 实现了超热电子束的定向产生和准直传输, 为深入认识和控制快热电子束做出了重要贡献。 - 发射激光聚变工艺。在小实验室里再现大宇宙中的各种天文现象、天体物理过程及其丰富性。有些现象与人们的生活息息相关。以太阳耀斑为例, 它对地球的空间环境影响很大。太阳的色球层发生了爆炸, 地球大气中立刻出现了余音。当太阳耀斑爆发时, 会严重危及航天器内宇航员和仪器的安全。无线电通信, 尤其是短波通信, 以及电视和无线电广播, 都会受到干扰甚至中断。会干扰地球磁场, 引起磁暴。
       此外, 太阳耀斑的爆发对地球造成了非常严重的影响。正因为如此,

耀斑爆发的谜团早已被揭开。为天体物理学前沿研究的重点。当然, 我们不能到太阳上去观察和研究这种现象, 但是我们可以在实验室里通过激光实验再现这种现象, 从而深入揭示这些宇宙奥秘。长期以来, 天文学家对天象的主要研究方法是被动远距离观测和理论模拟。高功率激光技术的快速发展为天体物理研究带来了新的机遇。利用大功率激光器件,

人们可以在实验室中创造出前所未有的类似天体现象的极端物理环境, 为科学家在实验室中对天体问题进行主动、近距离、可控的研究提供了新思路、新思路。方法。张杰教授带领的国际联合研究团队开创了我国实验室天体物理研究的新领域, 重点研究黑洞周围的光电离、太阳表面的磁重联和喷流、无碰撞冲击波等重要天体物理。由超新星爆炸引起。在前沿问题研究方面, 取得了多项重要突破, 受到国际同行的高度评价。