美国可控核聚变实验大突破能否迅速商业化？

美国此次宣布的核聚变实验，尽管在科学上可以算是一个突破，但并不是商业化道路上的重大突破。

大张旗鼓开发布会的一个很重要的因素是，美国能源部这类实验耗资巨大，常年以来成果又没有变现过，为了争取今后仍然有拨款和财政支持，这次发布会就相当于把之前最好的成果显现出来。

下面，我们具体说说为什么算不上商业化上的大突破。

首先就是“能量增益 150% ”了。发布会中的介绍是这样：激光能量 2.05 兆焦耳，核聚变产生 3.15 兆焦耳能量。这一点很容易让人误解为“输入 1 份能量，产生 1.5 份能量。但实际上，这种能量增益的核算是把激光输出的能量当分母计算的，而产生 2.05 兆焦耳的激光输出还花费了另外 300 兆焦耳的电能。这一点才是关键。所以如果核算系统总的能量投入和能量产出，其实大约是这样的：大约花费了 300 份电能来实现核聚变那个激光，然后在激光产生的核聚变里产生了 3 份电能。也就是说，平均投入 100 份能量，产出 1 份能量。这才是这个实验系统总的能量进出关系。

其次，我也要补充一下：这次产生的总能量 3.15 兆焦耳，大约和 2 个麦当劳巨无霸汉堡的食物热量差不多，规模并不大。

其次，就算是能量增益超过 1，这一点早在 1998 年日本的 JT-60 聚变反应堆就已经做到了。

最后要说的是技术路线。今天瞄着实现核聚变发电的路线，最终都要归在托卡马克装置上。咱们《科技参考》曾经在 2020 年 12 月 15 日介绍过中国的“人造太阳”，那里详细解释过这个装置的工作原理：简单说就是，利用强磁场约束处于电离状态且高速运动的氚、氘，让它们发生聚合反应。

而今天的托卡马克装置，输出能量的规模远远大于这条新闻里这种技术路线的输出。

而这次美国能源部新闻发布会里的这条技术路线要归在惯性约束法下，最核心的装置是激光器。这次用了 192 束激光，均匀的从立体的球状空间高功率照射中间的氘和氚，产生的挤压效果足以导致小区域产生核聚变反应。而这个小区域其实也就不到黄豆粒大小。

这两条技术路线是完全不同的，但以民用发电为目的去看，使用托卡马克装置如果 50 年后才能实现目标，那么使用激光装置实现民用发电目标怎么也得 200 年后了。而且，这次实验的初衷其实并不是为了追求能量增益有多高，它最初只是希望能造出一个世所罕见的高功率激光束，这个目标后来超额完成了，这次的激光比之前的最高纪录强了 50 倍，结果在实验分析时顺带发现，哎，能量增益也达到了这个技术路线中的历史最好水平，于是新闻就这样出现了。