美国国家点火装置的核聚变试验正在激发能源革命的希望

实验在美国国家点火装置进行，该设施占地三个足球场大小，位于旧金山湾都市区东部边缘的劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的园区内。那里强大的激光器被集中到一个BB弹大小的目标上，提供1.3兆焦耳的紫外线激光器能量。

值得注意的是，这大约是在任何特定时刻照射到地球表面的所有阳光总能量的6%，尽管这个强大的爆发只持续了十亿分之一秒。不过，即使在这个微不足道的时间范围内，科学家们也观察到了一个重大的突破。该热点能够点燃一个自我维持的连锁反应，将更多的氢原子融合在一起，并继续产生能量的过程，就像一个内燃机通过一个又一个燃料分子来继续燃烧。实现这个“核聚变点火”是通向核聚变发电路线图中的一个关键里程碑。

物理学家和 《The Star Builders: Nuclear Fusion and the Race to Power the Planet》一书的作者Arthur Turrell说：“这一惊人的突破使我们诱人地接近聚变反应的‘净能量增益’演示--正是地球需要它的时候。”

今天的核电站是由核裂变反应提供燃料的，核裂变是分裂原子以产生能量的过程。核聚变正好相反：以类似太阳的方式将氢原子合并成氦，在此过程中释放出大量的能量。聚变是一种圣杯，因为理论上它将提供无限的清洁能源，与裂变反应堆相比，安全和废物问题更少。

几十年来，几十家设施一直在试验不同的方法。挑战不仅仅是实现核聚变，而是要以一种不需要创造反应的能量多于结果产生的能量的方式来实现。

本月的实验在能量输入与能量输出方面仍然是一个净负值，但它使科学达到了收支平衡的门槛。劳伦斯利弗莫尔国家实验室报告说，虽然最终的分析仍需要同行评审，但初步数据显示，该结果产生的能量输出是今年早些时候所做实验的8倍，是2018年所见的25倍。

“作为参考，这[是]比我10年前加入该项目时获得的能量输出多出约1000倍，”项目物理学家杰森-吕克-彼得森在Twitter上补充道。

伦敦帝国学院惯性聚变研究中心的联合主任杰里米-奇顿在一份声明中说，在过去的一年里，聚变能量输出的改善速度加快，“这表明我们可能很快就会达到更多的能量里程碑，例如超过用于启动该过程的激光器的能量输入。”

有趣的是，美国国家点火装置主要不是作为聚变能源开发的工具，而是用于核武器研究。奇顿说，这一结果应该刺激其他专注于创造清洁能源的努力。

“我们现在已经证明有可能达到点火，给世界上从事聚变能源生产的其他实验室和初创公司以启发，试图用更简单、更强大、最重要的是更便宜的方法实现同样的条件。”