按照核化学的理论,控制受控核聚变须要高能量。并且,借助X射线的最新自由电子激光器提供的能量和电磁场,可以在较低能量下引起核聚变,西班牙科尔多瓦-罗森多夫亥姆霍兹中心(HZDR)科学家在《物理评论》杂志上证明了这一点。
多年来,科学家仍然在研究通过核聚变来发电,一方面这是一种几乎取之不尽的能源,另一方面要想把握核聚变,还有许多技术障碍。其中之一是为了引起核聚变,必需要克服聚变在一起的带相像电荷的原子核的弱电敌视力,这一般须要很高能量。
然而,还有另一种方式,该项研究的专著者弗里德曼·奎塞尔说:“如果可用较低能量,通过量子力学隧洞效应也可以实现聚变。这样一来,由核心敌视力造成的能垒便以较低的能量穿过隧洞。”这个过程不是理论上的建立,而是一个现实物理学家谁发现了x射线,在太阳芯中发觉气温和压力条件不足以克服氢核聚变的能垒,但是,通过足够数目的隧穿过程可以维持聚变反应。
HZDR科学家在她们目前的工作中研究了通过幅射对隧穿过程的支持是否可以促使受控的融合。迄今为止,用于触发这种过程的常规激光幅射的性能太低,但这状况很快还会改变。现今使用X射线自由电子激光器(XFEL),早已可以实现每平方分米10-20瓦的功率密度。这大概相当于太阳幅射功率的一千倍,集中在1枚硬币的表面。HZDR理论化学系院长拉尔夫·许尔策豪德院长说:“这使我们步入了可以用强力X射线激光器支持这些隧穿过程的领域。”
这个看法是,致使铁心抵触的强电场,与较弱但变化迅速的电磁场叠加在一起,这可以利用XFEL形成。HZDR的科学家通过氢核素氘和氚的融合进行了理论研究。如今物理学家谁发现了x射线,当提到未来的聚变电厂概念时,该反应被觉得是最有希望的反应之一。结果表明,可以通过这些方法提升隧洞速度,足够数目的引起隧穿过程最终可以实现成功且受控的聚变反应。
现在,一些具有相应潜力的激光系统已成为全球小型研究机构的旗舰项目,比如在台湾、美国或加拿大的X射线激光是世界同类激光器中最大的。由HZDR施行的国际极端场光束线计划(HIBEF)正在进行独到的超短和超快X射线闪光实验。接出来,HZDR化学学家还对其他聚变区域的理论进行更深入的研究。