美国科学家宣布核聚变研究取得重大进展

2022年12月13日

12月13日，美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的技术人员正在检查一个结构中的光学元件

美国科学家宣布，在寻找利用核聚变产生能源的长期努力中取得了一项“重大科学突破”。

星期二，美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆和其他官员在华盛顿特区举行的简报会上宣布了这一消息。格兰霍姆说，核聚变反应实验产生的能量首次超过了点火所需的能量。

科学家将这种结果描述为“净能量增益”。到目前为止，这种状态一直是科学家们无法达到的目标，因为核聚变发生在极高的温度和压力下。这使得这个过程很难控制。

上周，在加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室，美国政府科学家在国家点火设施进行的一项实验中得出了这一新结果。该实验室是美国能源部的一部分。

加州利弗莫尔的NIF目标湾。该系统使用192束激光束汇聚在这个巨大球体的中心，使一个微小的氢燃料球内爆。

当两个原子的原子核受到极热时，核聚变就发生了。这导致了一个新的、更大的原子的形成及能量的释放。核聚变是为包括太阳在内的恒星提供燃料的过程。

科学家们早就知道核聚变的作用过程。许多人试图在地球上重复这一过程。目前的工作集中在引爆一对氢同位素——氘和氚。美国能源部表示，这种组合释放的能量“比大多数聚变反应要多得多”。引爆这种组合需要的热量也相对较少。

一些专家认为，总有一天，核聚变可以为我们提供无限的、无污染的电力。

美能源部长詹妮弗·格兰霍姆周二宣布，加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室在核聚变研究方面取得了重大科学突破。

格兰霍姆和其他官员星期二说，最新的科学研究成果在帮助创造未来清洁能源方面向前迈出的重要一步。然而，她们表示，这项技术的商业化可能需要很多年的时间。

格兰霍姆说，该部门的点火成功使科学家们第一次复制了“只有在恒星和太阳中发现的某些条件”。她补充说，这一结果是朝着“零碳丰富的核聚变能源为我们的社会提供电力能源的可能性”迈出的重要一步。

实验涉及将近200束激光对准一个装有燃料的小容器。当激光点燃燃料时，两个较轻的原子结合在一起，形成一个密度更大的原子。科学家们说，这个过程产生的能量超过了点燃它所需的能量。

该实验通过产生3.15兆焦耳的能量输出，短暂地达到了“聚变点火”。美国能源部表示，激光瞄准这个小容器将其引爆，这个过程消耗了2.05兆焦耳的能量。兆焦耳是能量输出的测量单位。

没有参与这一研究成果的核科学家称赞这一成功是一个重大突破。但他们指出，在核聚变发展成为有利可图的产业之前，还有很多科学工作要做。

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里卡多·贝蒂是纽约罗切斯特大学的教授，也是激光聚变方面的专家。他将最新的结果与人类第一次了解到将石油精炼成汽油并点燃它可能会产生爆炸时的结果进行了比较。

贝蒂说:“你仍然没有引擎，你仍然没有轮胎。”“你不能说你有车了。”

托尼·罗尔斯通是英国剑桥大学的核能专家。他对路透社表示，尽管这个过程很有趣，但科学家们距离将这一过程转化为有用的、无限的能源还有很长的路要走。

罗尔斯通说，为了在商业上取得成功，发电厂必须产生足够的能量来为激光设备供电，并产生持续的点火过程。