核聚变动力研究突破“聚变点火”里程碑

　　研究人员首次创造了一种能产生净能量增益的聚变反应。加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的研究结果标志着在利用核聚变产生清洁能源的漫长道路上迈出了重要的一步。

　　白宫科技政策办公室主任阿拉蒂·普拉巴卡(Arati Prabhakar)今天在华盛顿特区宣布这一成就的新闻发布会上说:“上周，你瞧，他们确实向燃料颗粒发射了一束激光，聚变点燃释放的能量比进入的激光能量还要多。”“我只是认为这是一个很好的例子，证明了坚持到底能取得什么成就。”

　　“这是一个非常好的例子，证明了坚持到底能取得什么成就。”

　　当原子相互碰撞时，就会发生核聚变，“聚变”产生更重的原子，并在此过程中释放能量。在太阳和其他恒星中，氢核融合在一起，产生氦并产生巨大的能量。为了在地球上实现核聚变，人类必须将原子加热到极高的温度——数百万摄氏度，这就是为什么要达到净能量增益是如此令人生畏。

　　在这种情况下，当地时间12月5日凌晨1点03分，国家实验室使用192束强大的激光束击中了一个只有胡椒大小的氢同位素固体目标。目标被包裹在一个精心制作的钻石外壳内。

　　“今天的贝壳几乎是完美的圆形。“它们比镜子光滑100倍，它们有一个直径约为头发丝1 / 50的小管连接在上面，燃料通过它被填充到外壳中，”劳伦斯利弗莫尔国家实验室的目标制造项目经理迈克尔斯塔德曼说。“你可以想象，完美真的很难，所以我们还没有达到完美——我们的外壳上还有比细菌还小的小缺陷。”

　　实验产生了3.15兆焦耳的能量，比激光触发反应所用的2.05兆焦耳能量高出约50%。通过这样做，达到科学的能量收支平衡，研究人员实现了所谓的“聚变点火”。

　　利用核聚变可能是革命性的——给人们提供丰富的能源，而不会产生温室气体排放或长期放射性废物的严重副作用。然而，这样做取决于克服巨大的工程障碍。经过几十年的试验，今天的宣布代表着一个小小的但意义重大的胜利。但是，在核聚变实现任何清洁能源的梦想之前，还有很长的路要走。

　　自20世纪50年代以来，美国政府一直在资助聚变能研究。在全球范围内，这项追求已经获得了数百亿美元的资金。到去年年底，英国欧洲联合环面(JET)的科学家已经从核聚变中产生了创纪录的59兆焦耳能量。最大的问题是，直到现在，实验室里的核聚变还不能产生比最初发生反应所需的能量更多的能量。

　　这是一个重要的里程碑，但仍有一些重要的警告需要注意。关键的一点是，美国能源部的胜利仅仅是建立在激光输出的基础上，这是相当低效的。从电网中需要300兆焦耳的能量才能获得这2兆焦耳的激光能量。因此，今天的公告取决于对“净能源收益”的有限定义。

　　激光并不是实现核聚变的唯一方法。其他的努力，包括JET，涉及一个叫做托卡马克的磁性装置来限制和加热等离子体。无论采用何种方法，我们可能还需要几十年的时间才能在发电厂以这种方式发电。要实现这一目标，需要更多的资金和不断增加的胜利，今天的宣布就是其中之一。

　　劳伦斯利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)主任金·布迪尔(Kim Budil)在新闻发布会上说:“有了真正的投资和真正的关注，这个时间表可以更接近。”“在很长一段时间里，我们的关系从未接近过，对吧?因为我们需要这基本的第一步。所以我们今天处于一个很好的位置，可以开始了解下一步需要做些什么。”

　　首先，科学家们需要能够再次点火。“这是一个点火胶囊，一次。要实现商业核聚变能源，你必须做很多事情;你必须能够每分钟产生很多很多的聚变点火事件，”Budil说。“不仅在科学方面，在技术方面也存在非常重大的障碍。”

　　一个障碍是，在未来的任何努力中使用的激光器都需要更有效。这个实验中使用的系统被称为国家点火装置，是世界上最大、能量最高的激光器——比三个足球场还大。但它仍然是基于20世纪80年代的技术。现代激光器的效率更高，未来的努力可能会尝试将更新的技术纳入实验中。

　　“这表明这是可以做到的。跨越这个门槛，他们就可以开始研究更好的激光器，更高效的激光器，更好的密封舱等。”Budil说。“我们需要私营部门参与进来。重要的是，有如此多的美国公共资金用于这一突破，但我们将采取的所有必要步骤，使其达到商业水平，仍然需要公共研究和私人研究。”