核聚变研究取得突破，美国实验室首次实现净能量增益

劳伦斯利佛摩国家实验室的核聚变设施内部

美国科学家宣布核聚变（核融合）研究取得重大突破，首次实现了聚变反应的净能量增益，即从聚变实验中产生的能量多于引发反应的能量。

几十年来，物理学家一直在研究该技术，因为它有望成为近乎无限的清洁能源的潜在来源。

但专家们称，在核聚变能为普通家庭提供能源之前，还有一段路要走。

该实验在加州的劳伦斯利佛摩国家实验室（LLNL）的国家点火设施（National Ignition Facility）中进行。

劳伦斯利佛摩国家实验室主任金·布迪尔（Kim Budil）博士表示：“这是一项历史性的成就……在过去60年中，成千上万的人为这项努力做出了贡献，我们需要真正的远见才能走到这里。”

核聚变反应与太阳和其他恒星释放能量的原理相同，因此被科学界称为“小太阳”，也被喻为能源领域的“圣杯”（holy grail）。

其工作原理是使用192台激光器将氢燃料球加热到超过1亿摄氏度，并施加逾1000亿倍地球大气气压的压力，使氢原子聚变并释放能量。

它与核电站目前采用的核裂变技术相反。在核裂变中，重原子分裂成较轻的原子，该过程会产生大量有辐射的废料。

核聚变产生的能量更高，而且只会产生少量的放射性废料，并不会产生温室气体排放，因此不会导致气候变化。

但其中一个挑战是迫使元素在一起聚变需要非常高的温度和压力。此前，没有任何实验能够产生比使其工作所需的能量更多的能量。

位于加州的国家点火设施耗资35亿美元（28.5亿英镑）。

在宣布这一突破时，美国国家核安全局负责国防项目的副局长马文·亚当斯（Marvin Adams）博士说，实验室的激光器向目标输入了2.05兆焦的能量，然后产生了3.15兆焦的聚变能输出。

牛津大学物理学教授詹卢卡·格雷戈里（Gianluca Gregori）教授说：“今天的成功有赖于美国、英国和世界各地许多科学家所做的工作。随着现在实现了点火，不仅核聚变能源被解锁，而且通往新科学的大门正在打开。”

伦敦帝国理工学院（Imperial College London）等离子体物理学教授和惯性聚变研究中心联合主任杰里米·奇顿（Jeremy Chittenden）称这是“一个真正的突破时刻”。

“它证明了长期追求的目标，即核聚变的‘圣杯’，确实可以实现。”他说。

关于人类多久可以看到核聚变被用于发电的问题，劳伦斯利佛摩国家实验室主任布迪尔说，目前仍然有重大障碍，但是“通过共同努力和投资，对基础技术进行几十年的研究，我们就可以建造一座发电厂”。

目前，主要的障碍包括降低成本和扩大能量输出的规模。

我们离核聚变能源的未来有多远？

他们在这个实验中产生的能量是很小的——只够烧开几壶水，但它所代表的意义是巨大的。

这使我们向核聚变动力的未来又近了一步。但在这成为现实之前，仍有很长的路要走。

这项实验表明，科学原理是可行的。在科学家们甚至可以考虑扩大其规模之前，它需要重复和完善，并且其产生的能量必须得到显著提升。

这项实验已经耗费了数十亿美元——核聚变并不便宜。但对清洁能源来源的承诺肯定会成为克服这些挑战的一大推动力。