2025-02-15
分享到
卫星照片显示,中国绵阳正在建设一座大型激光聚变研究中心。图片来源:Planet Labs
路透社新加坡1月28日电 —— 两家分析机构的专家表示,中国似乎正在西南城市绵阳建造大型激光点火聚变研究中心,这一进展不仅可能助力核武器设计,还将促进能源生产相关研究的深入发展。
美国独立研究机构CNA Corporation的研究员德克·埃夫勒斯(Decker Eveleth)表示,卫星照片显示,该设施包括四个外延“臂”结构,将用于容纳激光舱,并设有一个中央实验舱,内有靶室,容纳氢同位素进行聚变实验。强大的激光将在其中引发聚变反应,从而释放能量。
其布局与美国国家点火装置(NIF)相似,该设施位于加利福尼亚州北部,耗资35亿美元,并于2022年实现了“科学盈余”——即聚变反应释放的能量超过了激光注入目标的能量。
据与詹姆斯·马丁防扩散研究中心(CNS)合作的分析师埃夫勒斯(Eveleth)预计,中国此设施的实验舱比目前全球最大的美国NIF实验舱大50%左右。
亨利·L·斯廷森中心的核政策分析师威廉·阿尔伯克(William Alberque)表示“拥有NIF这类设施将提振国家自信、改进现有武器设计,并在无需进行实际测试的情况下推动未来核弹设计。”
中国外交部将路透社的提问转交给“主管部门”。中国科技部尚未对评论请求作出回应。
2020年11月,美国军控事务特使马歇尔·比林斯利(Marshall Billingslea)公布了一组卫星图像,其称该图像显示中国正在建设相关设施,其中包括绵阳的一张图像,显示了一块已清理的土地,并标注为“2010年以来新增的研究或生产区域”。
根据埃夫勒斯(Eveleth)提供给路透社的施工文件,该地块是激光聚变重大装置实验室——一个聚变研究中心的所在地。
在太阳核心的极高温度和压力下,氢原子通过核聚变反应转变为氦原子,并释放出巨大的能量。激光核聚变技术旨在模拟这一过程,科学家通过强大的激光束来实现类似的反应。
具体来说,科学家们利用多束超强激光同时照射一个装有氢同位素的微小靶丸。激光束会迅速加热并压缩靶丸,使其在极短时间内达到比太阳核心更高的温度,进而引发核聚变反应。这一过程为“惯性约束核聚变”,因为激光的能量通过压缩靶丸的方式约束其内部物质,从而实现核聚变。
点燃聚变燃料使研究人员能够研究此类反应的工作原理,以及未来如何利用宇宙中最丰富的资源——氢,来创造一种清洁的能源。这一过程还让工作人员能够深入分析爆炸的细微特征,而无需进行实际的核爆炸试验。
《全面禁止核试验条约》禁止在任何环境中进行核爆炸,中国和美国均为该条约的签署国。
各国允许进行“亚临界”爆炸试验,这种试验不会引发核反应。此外,激光聚变研究,亦称惯性约束聚变,同样获得许可。
弗里曼·斯波格利国际研究所高级研究员、前洛斯阿拉莫斯国家实验室主任(Los Alamos National Laboratory,该实验室是美国另一重要的核武器研究设施)的西格弗里德·赫克尔(Siegfried Hecker)表示,在核试验被禁止的情况下,亚临界和激光聚变实验对于维持美国核武库的安全性和可靠性至关重要。
注:“亚临界”指的是一种核反应的状态,其中核燃料的质量不足以引发自持链式反应,也就是核反应不会发生持续的爆炸或能量释放。简单来说,亚临界反应不会像临界反应那样产生足够的能量以维持爆炸。在核试验中,进行亚临界实验可以模拟一些核爆炸的物理现象,但由于反应不达到临界点,因此不会发生实际的核爆炸。这种试验有助于科学家研究核武器的性能,同时遵守国际禁止核爆炸的规定。
他表示,中国仅进行过45次核试验,而美国进行了1,054次。对于未曾进行过多次核爆炸试验的国家而言,亚临界实验和激光聚变实验的价值较小,原因在于缺乏庞大的数据集作为支撑。
赫克尔表示:“我认为这不会产生巨大差异。 所以……我不担心中国在核设施方面超越美国。”
劳伦斯·利弗莫尔国家实验室惯性约束聚变项目的首席科学家奥马尔·哈里肯(Omar Hurricane)表示,这些设施的规模是根据设计师估算的能量需求来决定的,为了实现聚变反应的点燃,设计师需要计算施加到聚变目标上的能量或功率有多少,而设施的大小则反映了为达到这个能量需求所需的技术能力和设备规模。简单来说,设施越大,意味着需要施加的能量也越大。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室运营着美国国家点火装置(NIF)。
哈里肯表示:“如今,我认为建造一个能量相当,甚至比NIF更强大且占地面积更小的设施是可能的。”但他补充道,如果规模过小,实验性聚变似乎不可能实现。
哈里肯进一步指出,其他国家设立并运营激光驱动聚变研究中心,这一行为本身并不构成值得担忧的因素。
他表示:“阻碍科学进步并隐瞒信息是极为困难的。人们可以将科学应用于各种不同的目的和目标,这无疑是一个错综复杂的问题。”