综合路透社、CNN12月12日报道，当地时间13日，美国能源部将宣布，科学家们近期在核聚变领域取得的突破性进展。消息人士提前透露称，美国加利福尼亚州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家在使用激光的聚变实验中首次实现了净能量增益，即产生的能量比注入的能量还要多。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有一个安全、绿色、用之不竭的能源选项。
资料图片（图片来源：Damien Jemison/LLNL）
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核聚变技术实现大突破
据介绍，按照国际原子能机构给出的定义，核聚变是模仿太阳的原理，使两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核，结合期间释放出大量能量。与为全世界供电的核裂变不同，它不会产生拥有较长寿命的放射性废物，是绿色、安全、可持续的能源。自1950年代以来，科学家一直在研究太阳的能量来源，通过不同的方法，寻求复制和利用聚变反应，但至今没有团队能从反应中得到超过实验所消耗的能量，即投入抵不上产出，无法形成能量的正循环。
知情人士称，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家通过美国国家点火装置的实验获得了成功。在实验中，科学家们将含有氢燃料的颗粒发射到近200个激光器阵列中，基本上以每秒50次的速度产生一系列极快的重复爆炸。核聚变反应产生了大约2.5兆焦耳的能量，大约是激光所消耗的2.1兆焦耳能量的120%。这意味着在核聚变反应中，首次实现了净能量增益。
核聚变专家亚瑟·特瑞尔（Arthur Turrell）博士表示，“如果这一点（核聚变反应首次实现净能量增益）得到证实，我们将见证一个历史性时刻。”如果核聚变商业化，它在发电时几乎不排放二氧化碳，这可以帮助应对气候变化。此外，它也不会产生放射性核废料。这意味着，人类未来有望结束对化石燃料的依赖，或将拥有一个安全、绿色、用之不竭的能源选项。
投入商业应用还有时日
不过，两名了解该实验结果的消息人士称，由于高于科学家们预期的能量输出，该实验损坏了一些设备，使得后续分析变得很复杂。
此外，虽然从核聚变中获得净能量增益是一件大事，但它的规模还非常小。“这种能量是关于煮沸10壶水需要什么。”伦敦帝国理工学院惯性聚变研究中心联合主任杰里米·奇滕登说，这是“一个真正的突破时刻，非常令人兴奋”，但“为了把它变成一个发电站，我们需要在能源方面获得更大收益，我们需要它大大增加。”
目前来看，无论是使用磁铁还是用激光发射颗粒，核聚变反应的结果最终都是一样的：原子融合过程所承受的热量是帮助产生能量的关键。想要大规模使用聚变能，最大的挑战是维持足够长的时间，以便它可以为全球的电网和供暖系统供电。全球科学家现在必须努力大幅扩大他们的聚变项目，并降低成本，这将需要多年的研究。
“目前，我们为每个实验花费了大量的时间和金钱。”“我们需要将成本降低一大半。”杰里米·奇滕登说，还有很多迹象表明，科学家需要做更多的工作，才能使聚变能够以商业规模发电。“因此，我们可以说它（核聚变反应首次实现净能量增益）是科学的成功，但距离提供有用的能量还有很长的路要走。”
据报道，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室将于当地时间12月13日发布这一重大公告，美国能源部会也会在同一天宣布这一重大科学突破。外界预计，公告将会着重强调投资于聚变能源研究具有的积极意义，但其商业应用可能还需要很长的时间。
