从张杰获2015爱德华.特勒奖看中国科技进步

近悉美国核学会(AMERICAN NUCLEAR SOCIETY - ANS)授予张杰教授2015年爱德华.特勒奖章,以表彰他对与激光-等离子体中的热电子的产生和传播高强度短脉冲激光方面作出的重要贡献。该奖项是以“氢弹之父”爱德华.特勒命名的聚变能源领域最高奖项,每两年在国际惯性聚变科学与应用大会(INERTIAL FUSION SCIENCES& APPLICATIONS - IFSA)上颁发,每次授予两名杰出科学家,2015年的另一名获奖者为日本科学家Hiroshi Azechi。此奖意在表彰在运用激光等离子产生高温高强物质来进行可控热能核聚变方面取得的成就。这是中国科学家首次荣获这个激光聚变领域的国际奖项,从而在相关研究领域赢得了荣誉。这也说明中国在该领域的研究有了长足的进步,并得到了同行的认可。

图1. 张杰教授在2015西雅图举行IFSA上荣获爱德华.特勒奖章

如果在实验室里能够实现太阳的聚变反应并将其推广应用,将可以获得取之不尽的清洁能源。比起核裂变,核聚变反应更加高效,更清洁。聚变燃料可直接取自海水中的氚和氘,如果每升海水中所蕴含的氘和氚发生完全的聚变反应,能产生相当于300升汽油燃烧时释放的能量。根目前世界能源消耗水平和海水存量,核聚变产生的核能可供使用数亿,甚至数十亿年。核聚变应用研究的进步无疑对中国这样一个能耗大国是个好消息。可是如何进行可控聚变反应,以实现持续稳定的能量输出,则是一直核物理学界想要解决地重大应用问题。激光聚变是实现受控核聚变的方法之一,其中又以中心点火激光聚变和快点火激光聚变两种方式较为普遍。张杰研究的快点火方式有望大幅降低驱动激光的能量和激光等离子体的不稳定性,因此受到了核物理应用研究界的广泛关注。

应该说美国在激光-等离子可控热能核聚变这方面是领先的。记得笔者2008年因工作需要到美国能源部下属的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室访问近一个星期,期间首次听到有关人员具体介绍美国“国家点火设施”(NATIONAL IGNITION FACILITY)项目,得知该设施始建于1997年,将建成于2009。 整个设备主要目的是产生192束激光,经不断功率放大后,最后集中到一点产生核聚变。也就是说,该项目专门用于可控激光核聚变及其应用,一些初步的实验结果,已经发表在2012年的“自然“杂志上。

图2. 劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的“国家点火设施”(NATIONAL IGNITION FACILITY), LLNL 坐落在加州一个叫做利弗莫尔的小镇旁边。

图3.  吊装中的激光可控热能核聚变仓,对比图片右下角的吊装工作人员, 可知聚变仓体积硕大。

视频: 激光可控核聚变装置 NATIONAL IGNITION FACILITY” AT LLNL,LIVERMORE, CA

简介:张杰,上海交大校长,1988年获中科院物理所博士学位,后加入了德国马普量子光学研究所从事X射线激光和激光等离子体相互作用的研究。1990-1998年,在牛津大学卢瑟福·阿普尔顿实验室从事相同领域的研究。之后回到中国,在中科院物理所建立自己的实验室,从事一系列的短脉冲激光器激光等离子体的研究。加深了对短脉冲激光等离子体相互作用以及激光预脉冲和自聚焦快速产生电子的理解。采用高功率激光器成功地创造类似黑洞的附近条件,模拟环顶X射线源和重联溢于太阳耀斑。发表了200多篇论文,并多次获奖,中科院院士和皇家工程学院的外籍院士。

图片和视频来自网络。

 

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