[科普中国]-磁化内衬惯性核聚变

磁化内衬惯性核聚变（英语：Magnetized Liner Inertial Fusion, MagLIF），是一种产生能量的方法，该方法用100纳秒的电脉冲产生强烈的Z-pinch磁场，向内压碎装有燃料的圆柱形金属衬管（空腔）。电流通过这个金属管。金属管内爆之前，里面的聚变燃料（如氘-氚）被激光预热，并且这些燃料被包在一个磁场里。桑迪亚国家实验室正在利用Z脉冲功率设施(Z机)产生的能量来探索这种方法的可能性。

简介磁化内衬惯性核聚变（英语：Magnetized Liner Inertial Fusion, MagLIF），是一种产生能量的方法，该方法用100纳秒的电脉冲产生强烈的Z-pinch磁场，向内压碎装有燃料的圆柱形金属衬管（空腔）。电流通过这个金属管。金属管内爆之前，里面的聚变燃料（如氘-氚）被激光预热，并且这些燃料被包在一个磁场里。桑迪亚国家实验室正在利用Z脉冲功率设施(Z机)产生的能量来探索这种方法的可能性。

磁化内衬惯性核聚变既具有惯性约束聚变（使用激光和脉冲压缩）的特性，也有磁约束聚变（利用强力磁场约束等离子体并抑制热传导）的特性。发表于2012年的LASNEX计算机程序模拟的结果是，设施电流达到70兆安时，就能够产生所消耗能量1000倍的能量，这是一个很壮观的前景。而60兆安的设施则会产生100倍的收益。桑迪亚国家实验室目前的实验设施，即Z脉冲功率设施(Z机)，可达到27兆安电流，这可产生稍多于盈亏平衡点的能量，同时还可以验证计算机模拟的结论。Z机器在2013年11月进行了磁化内衬惯性聚变实验，预期2018年使用氘-氚燃料达到盈亏平衡。1

惯性约束聚变惯性约束聚变（英语：Inertial confinement fusion，缩写为ICF），也译为局限惯性核聚变、惯性约束核聚变、惯性限制氢聚变、惯性局限融合，是一种核聚变的技术。这项技术利用激光的冲击波使得通常包含氘和氚的燃料球达到极高的温度和压力，来引发核聚变反应。

惯性约束是实现可控核聚变的两大主流方案之一（另一个是磁约束）。美国的国家点火设施（NIF）是目前最大的惯性约束聚变装置，以环空器进行实作，于2013年成功一次核聚变反应实验，使燃料球放出比施加激光还大的能量。法国一个类似的大型设备百万焦耳激光（Laser Mégajoule，LMJ）也在进行相关研究。1

国家点火装置国家点火装置（英语：National Ignition Facility，缩写作NIF），又称国家点燃实验设施，是美国的一座激光型核聚变装置（ICF）。这个设施由劳伦斯利福摩尔国家实验室建造，位于加州的利佛摩市。NIF意图使用激光（Laser）达成极大高温高压施加于一小粒氢燃料球上启动核融反应。NIF也是人类史上最大的ICF设施和世界上最大的激光装置，而且目标是一旦点火后就能自给自足长期形成聚变能量输出。截至2013年10月7日，这个设施是第一个从核聚变（Nuclear Fusion）产生比从激光（Laser）吸收的能量更多的输出能量。

早期建造始于1997年但是有诸多问题所以缓慢的建造直到2000年初。诸多政治特权使它持续推展，但也引来核武相关实验参杂其中的批评，而NIF原本只是5年计划但是却延期四次也严重超出预算。直到2007年8月，96门激光（原定192门）建造完工，还有48门（新计划为144门）接近完成。2009年2月，建造大致完成。预计2010全面启动进行实验（输出能量必须大于输入）。总计花费40亿美元。于2009年6月进行第一次大型激光靶实验，并于2010年10月宣布完成第一个“综合点火实验”（测试激光的功率）。

整套NIF要运作必须启动60,000具各种高科技装置包含电路、高压电、光学、机械构造、自动透镜、能量感应器、监视器、激光、和一套电脑诊断安全系统。完成这项创举除了大量借助电脑化自动控制还依赖大量有经验的政府与厂商人员得以达成。长达一公里的厂房设备最终要让192门激光在1纳秒同时发射击中铅笔头大小的燃料球。误差不能超过30皮秒。要达到这准确度NIF的激光装置至关重要，整套设备必须零震动和零热涨冷缩。所有机械都追求完美，许多10吨重的设备必须安放在100微米的误差范围内。

它被用来作为2013年电影《星际迷航：暗黑无界》进取号星舰中的曲速引擎核心的场景。1

参阅国家点火设施(NIF)

桑迪亚国家实验室

惯性约束聚变(ICF)

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学