核聚变创新纪录，录像窥见反应炉内部状况

欧洲一组科学家宣布，核聚变实验产出的能量获得了新的突破，朝着反应炉输出能量超过启动反应所投入的能量的目标又近了一步。

核聚变反应炉内部的艺术假想图。

英国牛津郡卡勒姆核聚变中心（Culham Centre for Fusion Energy）的欧洲联合环状反应炉（Joint European Torus，JET）项目组于2月9日宣布了这项研究成果。

核聚变反应的目标是要捕获和利用原子核融合在一起的过程中所产生的巨大能量，太阳的内部就是通过这样的过程产生巨大的能量。这是核能探索的一个重要领域，与另一类利用核裂变产生能量的过程正好相反。

这个项目组研究核聚变技术已经近40年的时间，他们利用两种形式的氢原子聚合产生能量。这次的实验在5秒的时间内产生了59兆焦耳的能量，相当于11兆瓦的电力。这打破了项目组在1997年创造的上一次纪录，并且是上一个纪录的两倍多。

这些能量差不多能烧开60壶水，当然还达不到投入实际应用的程度。但是项目组表示，这项实验成果说明他们的技术方向是可行的，为下一步扩大规模奠定了基础。

在地面环境实现核聚变反应面临很多挑战，比如反应炉内的温度需要达到上亿摄氏度。现在任何材料遇到这样的高温都会立即灰飞烟灭。所以科学家目前的做法是，用非常强大的磁场把反应物质悬空控制住，让它们与反应炉隔开。当然要长时间维持反应过程的稳定也很难。

这份研究实现了5秒的反应过程，也是一项重要的突破。该项目组1997年的实验只维持了4秒的时间。

没有参与这项研究的同行荷兰埃因霍温理工大学（Technische Universiteit Eindhoven）的物理学家约瑟·芬普罗尔（Josefine Proll）说，能维持5秒已经很了不起，这个结果“相当令人佩服”。

核能研究需要实现的另一个重要的目标是，输出能量必须超过启动反应所需的能量成本。科学家把这叫做“核点燃”（nuclear ignition）临界值。只有当产出的能量超过耗费的总能量，这样的技术才具有应用价值。

研究组计划把这次实验获得的技术突破，应用到2025年即将启用的法国的ITER反应炉，他们认为最终将会实现突破核点燃临界值的目标。ITER反应炉规模比JET大很多，造价高达220亿美元。

项目组在反应炉内安装了相机，录下了这次反应的过程。视频上看到发光的等离子体在环形反应炉内穿梭闪耀。有兴趣的读者可以在这里看到视频。