美國能源部今天凌晨宣布，加州實驗室史上首次成功地使核聚變反應堆所生成的能量超過了所消耗的能量。
過去兩周，美國加利福尼亞州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(以下稱LLNL)，在國家點火裝置（NIF）進行了一次成功的核聚變實驗，即用世界上最大的激光器轟擊包含氘氚燃料的靶球，首次獲得了凈能量增益。最新數據顯示，本次聚變反應產生了約3.15兆焦耳的聚變放能，約為2.1兆焦耳激光器驅動能量的150%，從而在追求無限、零碳能源方面取得了突破。
一名技術人員在美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置的前置放大器支持結構內。
中國工程物理研究院激光聚變研究中心副總工程師谷渝秋解釋，聚變反應過程損耗能量，同時也產生能量。如果產生的能量超過輸入能量，即有了增量。“LLNL研究結果的科學意義在于，它首次實現了核聚變點火能量增益大于1。”為此，這一過程有了經濟性，未來就能用來實現諸如發電等的多種應用。
中國科學院上海光學精密機械研究所（以下稱上海光機所）原所長朱健強研究員激動地盛贊上述研究成果的意義，“偉大夢想變成了現實”“邁上了劃時代的臺階”“非常了不起”“夢寐以求”。他對記者表示，“激光聚變點火能否成功，科學界一直有爭議。現在科學設想變成了現實。這大概是人類有科技史以來，最偉大的一個事業，因為能源是最重要的終極需求。”
零排放的“人造小太陽”
當氘、氚（氫的同位素）等較輕元素的原子核相遇時，會聚合成較重的原子核，并釋放出巨大能量，這一過程就是核聚變。核聚變在太陽中的運作方式是將普通的質子(氫原子核)熔合成氦-4，并在此過程中釋放能量。因為與太陽產生能量的原理相同，一直有零碳能源之稱的核聚變反應被稱為“人造小太陽”。
自上世紀50年代以來，科學家們一直在努力證明聚變反應可以釋放出比輸入更多的能量，LLNL最新研究結果，終于驗證了這一設想。而核聚變過程可控，使研究成果最終能夠用于能源等民用領域。
“核聚變一個好處是不會產生放射性廢物，過程是環保的。而目前在運行的核電站是核裂變反應，其中用的原料鈾，會產生放射性廢料，會損害人類環境，即便深埋。日本福島發生核泄漏事件后，日本德國都停止了核電站運行，全球核電站建設也放緩了。”
谷渝秋還透露，聚變反應原料是氫燃料，氫自然界取之不盡用之不竭，它可以實現自循環，而且無碳。“小太陽是指它可以自循環，產生無窮無盡的能量。”
商業應用或要等幾十年
一位不愿具名的專家透露，“人造小太陽”應用領域非常廣泛，可以一了百了地解決能源問題，就像能夠隨時制造“小太陽”一樣。
正因為核聚變有終極能源之說，目前全球核大國都在投入核聚變研究。法國國際熱核聚變實驗堆已經實現了大規模打靶。俄羅斯也在做相關的驅動器研究，中國相關研究幾乎與國際同步。
許多科學家認為，核聚變商業落地還需要幾十年時間。但是，這項技術的潛力卻很難被忽視。因為一小杯氫燃料理論上可以為一座房子提供幾百年的能源。
谷渝秋認為，核聚變應用還有相當長距離，這主要取決于激光技術進步程度。“原理沒問題了。但現在激光打一炮重復頻率太低，如果能像光纖激光器一樣就可以搞定了，這需要科學上的突破。”
朱健強表示，上世紀八十年代中期，上海光機所成立，開啟了激光聚變事業的新紀元。現在，激光聚變點火成功了，下一步應該是怎么把點火效率做高的問題。“做這個事情需要勇氣和信心，因為沒有先例，也沒有標準模式，大家都是在探索。”
美國首次成功在核聚變反應中
實現“凈能量增益”
當地時間13日，美國能源部官員宣布，由美國政府資助的加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL），首次成功在核聚變反應中實現“凈能量增益”，即聚變反應產生的能量大于促發該反應的鐳射能量。
據悉，實驗向目標輸入了2.05兆焦耳的能量，產生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，產生的能量比投入的能量多50%以上。
美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆在一份聲明中稱，這一突破是一項“里程碑式的成就”。這項成果預計將可能幫助人類在實現零碳排放能源的進程中邁出關鍵一步。
此外，加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室主任表示，如果想將這一成果商業化，核聚變技術仍有“重大障礙”需要克服，可能還需要幾十年的努力和投資。
（來源：綜合本報、央視新聞）
