美国宣称首次推进“核聚变点火”世界首次激光核聚变点火成功

当地时间12月5日下午1:03，劳伦斯利弗莫尔国家试验室使用192束强大的激光束击中了仅仅胡椒大小的氢同位素的液态目标。实验向目标输入了2.05兆焦耳的能量，产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出，能量增益达到153%。

·美国能源主席詹妮弗·格兰霍姆在一份声明中称，这一突破是一项“里程碑式的创造”。这项成果预计将其实帮助人们在建立零碳污染能源的进程中迈出关键一步。

劳伦斯利弗莫尔国家试验室里的设备。当地时间12月13日，美国能源部部长宣称，由中国政府援助的美国劳伦斯利弗莫尔国家试验室，首次顺利在核聚变反应中推动“净能量增益”，即聚变反应形成的能量大于促发该反应的镭射能量。实验向目标输入了2.05兆焦耳的能量，产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出，能量增益超过153%。美国能源主席詹妮弗·格兰霍姆在一份声明中称，这一突破是一项“里程碑式的创造”。这项成果预计将其实帮助人们在建立零碳污染能源的进程中迈出关键一步。

另外，劳伦斯利弗莫尔国家实验室主管金·布迪尔（KimBudil）声称，如果想将这一成果商业化，核聚变技术仍有“重大障碍”需要避免，可能还必须几十年的尽力和投资。

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中国能源部推出视频，公布劳伦斯利弗莫尔国家试验室激光核聚变点火成功的消息。(01:28)

12月5日实验

核聚变反应是太空中的普遍问题，它是恒星（比如太阳）的能量来源。核聚变能只是全亚洲石油建设的前沿方向，被视为将来社会的“终极能源”。如果人们可以控制这些能量，就能避免现在宇宙的能源与环境危机困扰。

耗资35亿港元的中国国家点火装置位于劳伦斯利弗莫尔国家试验室，最初是因为利用模拟核爆来检测核导弹，后采用加强聚变能研究。占地面积有三个足球场大的NIF从2010年起初正式的点火试验，美国用了10多年时间不断冲击点火目标，过程一波三折。

2014年，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家取得成效，但后来出现的能量比较小，相当于一个60瓦的灯泡在5秒钟内消耗的能量。2021年8月，NIF在一次聚变反应中出现了1.37兆焦耳的能量，约为那次激光能量的70%，是欧洲上最接近净能量增益的一次。

当地时间2022年12月5日下午1:03，劳伦斯利弗莫尔国家试验室使用192束强大的激光束击中了仅仅胡椒大小的氢同位素的液态目标。实验向目标输入了2.05兆焦耳的能量，产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出，能量增益达到153%。

核聚变工作方法。图片来源：BBC中国技术媒体TheVerge评价道，利用核聚变可能是革命性的——为他们提供独特的能源，而不会遭受温室气体污染或长久放射性垃圾的有害副作用。然而，这样做取决于避免潜在的工程障碍。经过几十年的实验，这次宣告代表了对这种障碍之一的微小但重大的胜利。但是，要建立其他清洁能源梦想，还有很长的路要走。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室主管布迪尔在新闻公布会上说：“有了所谓的投资和真实的关注，这个时间尺度可以更近。”“很长一段时间我们曾经走近过，对吗？为了我们必须这个几乎的第一步。因此，我们最近进入一个很大的位置，可以开始认识下一步应该怎么。”

首先，科学家必须如何继续点火。布迪尔说，仍然要做这些事，“你需要才能每分钟发生许多这些聚变点火。”“不仅在科学方面，而且在科技方面都有相当大的障碍。”

一个障碍是，未来其他工作中使用的激光都必须更有能力。这次试验中选用的国家点火装置是欧洲上最大、能量最高的激光器美国实现核聚变点火，但它依然采用20世纪80年代的科技。现代激光器效能更高，未来的尽力可能会尝试将新技术纳入实验。

“这说明这是可以做到的。越过这个门槛使它们无法开始研究更好的激光器、更高效的激光器、更好的密封胶囊等。”布迪尔说，“我们必须私营部门开展其中。如此多的中国公共资金进入这一突破真的很重要，但为了使其超过商业水平，我们将采用的全部必要过程一直想要公共研究和私营研究。”

劳伦斯利弗莫尔国家试验室里的工作员工在作业。什么是核聚变？

核聚变是将两个较轻的核结合而产生一个较重的核和一个很轻的核（或粒子）的一种核反应方式。两个较轻的核在整合过程中出现品质损失而激发出惊人的能量，两个轻核在出现聚变时因他们都带正电荷而他们害怕，然而两个能量足够高的核迎面相遇，它们能够非常紧密地聚集在一起，以致核力无法避免库仑电荷而产生核反应，这个反应叫做核聚变。

太阳和许多恒星的外部热量高达千万摄氏度左右，每时每刻都在出现着激烈的核聚变反应。太阳每秒放出的能量约为3.9×10^26焦耳，虽然到达月球表面的仅为太阳每秒释放能量的10亿分之一美国实现核聚变点火，但这只是潜在的能量，正是这个能量，才导致宇宙上的一切人生活动作为必然。

核聚变能只是全亚洲石油建设的前沿方向，核聚变能因为其燃料来自淡水、效率是化石能源的千万倍、没有大量的核废料、没有碳污染等因素，因此被视为将来社会的“终极能源”。如果人们可以控制这些能量，就能避免现在宇宙的能源与环境动荡的困扰。

可控核聚变所必须的原料是氢元素中的两个同位素氘和氚。氘可从淡水中提炼，氚可以由宇宙上产量十分独特的锂生成。一立方公里海水所含的氘经过聚变反应形成的能量就非常于宇宙上全部能源储备出现的总能量。

但人们若需要在地球上顺利推进受控热核聚变反应，从而得到很大能量，就需要塑造三个必要条件。一是极高的浓度，以使氘氚燃料作为达到1亿摄氏度的热等离子体；二是极高的浓度，以使氘氚原子核产生自旋隧穿的几率变大，而且易于将聚变产生的阿尔法粒子能量留出来再度参与核聚变反应；三是等离子体在有限的空间里被束缚足够长时间。

到现在为止，人类对受控核聚变的研究大致分为两类。一是磁约束核聚变，也就是用特定形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子构成的、处于热核反应情况的超高温等离子体束缚在有限的密度内，使它受控制地出现长期的原子核聚变反应，释放出能量，典型的试验设备如中科院合肥物质科学探究院的全超导托卡马克核聚变试验设备（EAST）。二是激光核聚变，这是以高容量激光作为驱动器的惯性约束核聚变，典型实验装置如我国的神光激光设备和中国的国家点火装置。