科技日報記者 劉霞
美國能源部13日宣布，勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室內(nèi)的美國國家點火裝置（NIF）首次實現(xiàn)聚變點火——反應(yīng)產(chǎn)生的能量大于促使反應(yīng)發(fā)生的能量：在12月5日的一次實驗中，研究人員向目標輸入2.05兆焦耳的能量，產(chǎn)生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，首次實現(xiàn)了凈能量增益。
美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆當天發(fā)表聲明稱，這是一項“里程碑式的成就”，無疑將激發(fā)更多新成果。中國科學院賀賢土院士對科技日報記者表示：“最新進展具有重要意義，至少表明約2兆焦耳激光能量能夠產(chǎn)生聚變能超過輸入能量，達到凈能量增益。但實驗不能重復(fù)，并不具備實用意義?！?/p>
NIF。圖片來源：物理學家組織網(wǎng)
賀賢土院士解釋說，核聚變是兩個輕原子核結(jié)合生成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程，也是太陽內(nèi)部的供能過程。核聚變產(chǎn)生的能量非常大，而且不排放二氧化碳；另外，與核裂變相比，它既不會產(chǎn)生核廢料，輻射也極少。由于擁有清潔且高能的特性，核聚變技術(shù)被視為未來清潔能源領(lǐng)域的發(fā)展方向。
目前可行的核聚變主要有兩種方法，分別使用磁場和激光來約束等離子體。NIF使用第二種方法，這種方法也被稱為慣性約束聚變（ICF）。在實驗中，192束激光束轟擊一個裝有氫燃料的微小“膠囊”，使其升溫并迅速膨脹，直至內(nèi)爆，在慣性約束下，產(chǎn)生高溫高壓等離子體，最終實現(xiàn)聚變點火。
包括中國、歐盟等參與的“國際熱核聚變實驗堆”（ITER）則采用磁約束——反應(yīng)堆使用甜甜圈形狀的托卡馬克裝置，利用磁場使等離子體懸浮，同時注入能量以啟動核聚變反應(yīng)。位于英國牛津的歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆（JET）去年12月在持續(xù)5秒的反應(yīng)中產(chǎn)生了59兆焦耳的熱能，創(chuàng)下當時全球核聚變新紀錄。
利弗莫爾國家實驗室主任金·布迪爾解釋說：“激光核聚變不僅在科學方面，而且在技術(shù)方面，都存在著非常重大的障礙。目前，我們一次點火一個燃料小球，要實現(xiàn)商業(yè)聚變能，必須每分鐘點火多次，還必須擁有一個強大的激光系統(tǒng)?！?/p>
總編輯圈點
這確實是近日能源圈的“大新聞”！有史以來第一次，人類實現(xiàn)了核聚變反應(yīng)的凈能量增益。它確實是一個漂亮的里程碑式的成果。核聚變是結(jié)合原子核以產(chǎn)生能量的過程，若能持續(xù)生產(chǎn)出安全的核聚變能源，則意味著掌握了無限的清潔能源。當然，此次實驗中產(chǎn)出的能量只能燒開15到20壺水，只能說在實踐上驗證了慣性約束聚變這一路線的可行性，離商用還距離遙遠。實際上，我國也在可控核聚變領(lǐng)域做了多方布局，在技術(shù)創(chuàng)新的路上不斷推進。
