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——反應產(chǎn)生的能量大于促使反應發(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，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，核聚變技術被視為未來清潔能源領域的發(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。位于英國牛津的歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應堆（JET）去年12月在持續(xù)5秒的反應中產(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域做了多方布局，在技術創(chuàng)新的路上不斷推進。
