極目新聞?dòng)浾?李曼英

綜合路透社、CNN12月12日?qǐng)?bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間13日，美國(guó)能源部將宣布，科學(xué)家們近期在核聚變領(lǐng)域取得的突破性進(jìn)展。消息人士提前透露稱，美國(guó)加利福尼亞州勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家在使用激光的聚變實(shí)驗(yàn)中首次實(shí)現(xiàn)了凈能量增益，即產(chǎn)生的能量比注入的能量還要多。這意味著，人類未來(lái)有望結(jié)束對(duì)化石燃料的依賴，或?qū)碛幸粋€(gè)安全、綠色、用之不竭的能源選項(xiàng)。

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資料圖片（圖片來(lái)源：Damien Jemison/LLNL）

核聚變技術(shù)實(shí)現(xiàn)大突破

據(jù)介紹，按照國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)給出的定義，核聚變是模仿太陽(yáng)的原理，使兩個(gè)較輕的原子核結(jié)合成一個(gè)較重的原子核，結(jié)合期間釋放出大量能量。與為全世界供電的核裂變不同，它不會(huì)產(chǎn)生擁有較長(zhǎng)壽命的放射性廢物，是綠色、安全、可持續(xù)的能源。自1950年代以來(lái)，科學(xué)家一直在研究太陽(yáng)的能量來(lái)源，通過(guò)不同的方法，尋求復(fù)制和利用聚變反應(yīng)，但至今沒有團(tuán)隊(duì)能從反應(yīng)中得到超過(guò)實(shí)驗(yàn)所消耗的能量，即投入抵不上產(chǎn)出，無(wú)法形成能量的正循環(huán)。

知情人士稱，勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家通過(guò)美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置的實(shí)驗(yàn)獲得了成功。在實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們將含有氫燃料的顆粒發(fā)射到近200個(gè)激光器陣列中，基本上以每秒50次的速度產(chǎn)生一系列極快的重復(fù)爆炸。核聚變反應(yīng)產(chǎn)生了大約2.5兆焦耳的能量，大約是激光所消耗的2.1兆焦耳能量的120%。這意味著在核聚變反應(yīng)中，首次實(shí)現(xiàn)了凈能量增益。

核聚變專家亞瑟·特瑞爾（Arthur Turrell）博士表示，“如果這一點(diǎn)（核聚變反應(yīng)首次實(shí)現(xiàn)凈能量增益）得到證實(shí)，我們將見證一個(gè)歷史性時(shí)刻。”如果核聚變商業(yè)化，它在發(fā)電時(shí)幾乎不排放二氧化碳，這可以幫助應(yīng)對(duì)氣候變化。此外，它也不會(huì)產(chǎn)生放射性核廢料。這意味著，人類未來(lái)有望結(jié)束對(duì)化石燃料的依賴，或?qū)碛幸粋€(gè)安全、綠色、用之不竭的能源選項(xiàng)。

投入商業(yè)應(yīng)用還有時(shí)日

不過(guò)，兩名了解該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的消息人士稱，由于高于科學(xué)家們預(yù)期的能量輸出，該實(shí)驗(yàn)損壞了一些設(shè)備，使得后續(xù)分析變得很復(fù)雜。

此外，雖然從核聚變中獲得凈能量增益是一件大事，但它的規(guī)模還非常小。“這種能量是關(guān)于煮沸10壺水需要什么。”倫敦帝國(guó)理工學(xué)院慣性聚變研究中心聯(lián)合主任杰里米·奇滕登說(shuō)，這是“一個(gè)真正的突破時(shí)刻，非常令人興奮”，但“為了把它變成一個(gè)發(fā)電站，我們需要在能源方面獲得更大收益，我們需要它大大增加。”

目前來(lái)看，無(wú)論是使用磁鐵還是用激光發(fā)射顆粒，核聚變反應(yīng)的結(jié)果最終都是一樣的：原子融合過(guò)程所承受的熱量是幫助產(chǎn)生能量的關(guān)鍵。想要大規(guī)模使用聚變能，最大的挑戰(zhàn)是維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以便它可以為全球的電網(wǎng)和供暖系統(tǒng)供電。全球科學(xué)家現(xiàn)在必須努力大幅擴(kuò)大他們的聚變項(xiàng)目，并降低成本，這將需要多年的研究。

“目前，我們?yōu)槊總€(gè)實(shí)驗(yàn)花費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢。”“我們需要將成本降低一大半。”杰里米·奇滕登說(shuō)，還有很多跡象表明，科學(xué)家需要做更多的工作，才能使聚變能夠以商業(yè)規(guī)模發(fā)電。“因此，我們可以說(shuō)它（核聚變反應(yīng)首次實(shí)現(xiàn)凈能量增益）是科學(xué)的成功，但距離提供有用的能量還有很長(zhǎng)的路要走。”

據(jù)報(bào)道，勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室將于當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月13日發(fā)布這一重大公告，美國(guó)能源部會(huì)也會(huì)在同一天宣布這一重大科學(xué)突破。外界預(yù)計(jì)，公告將會(huì)著重強(qiáng)調(diào)投資于聚變能源研究具有的積極意義，但其商業(yè)應(yīng)用可能還需要很長(zhǎng)的時(shí)間。

關(guān)鍵詞： 國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 科學(xué)家們 我們需要 化石燃料