国家点火装置宣布创纪录的聚变能量

美国物理学家报告称，他们通过激光引发的聚变反应产生了比以往任何时候都多的能量。

聚变是恒星内部发生的反应，包括地球自己的太阳。从理论上讲，聚变可以成为丰富、廉价、绿色能源的来源。然而，在 50 多年的研究中，科学家们一直无法从聚变中获得比他们投入的更多的能量。

这仍然是一个难以实现的目标。最近在美国国家点火装置进行的实验产生的能量约为物理学家投入能量的百分之一。尽管如此，该装置以外的科学家表示，这项最新努力解决了一些重要的科学问题。此外，该装置产生的能量比物理学家投入燃料的能量还要多（但不是整个系统的能量）。以前没有人做到过。物理学家史蒂文·罗斯告诉《大众科学》 ：“聚变反应实际上是将能量放回到气体中。”罗斯在伦敦帝国理工学院研究等离子体物理学，没有参与 NIF 工作。

这一成果于去年 10 月首次公开。现在，国家点火装置的物理学家正在正式报告他们的成果。他们已在同行评议期刊《物理评论快报》和《自然》上发表了论文。

很难知道这些结果离可行的核聚变能源有多近。核聚变研究还有另一个主要方向，称为磁约束。磁约束使用与国家点火装置不同的方法来触发核聚变，后者使用一种称为惯性约束的方法。新的 NIF 结果与磁约束的结果相比如何？很难说，因为这两种技术差别很大，罗斯说。

尽管如此，罗斯称 NIF 的成果是“一项非常重大的成就”。首先，NIF 的科学家发现，在试验过程中发生了一种称为引导的过程。在引导过程中，聚变反应会产生阿尔法粒子，从而提高反应温度，进而产生更多的阿尔法粒子，依此类推。科学家认为，引导对于 NIF 从聚变中获得的能量比通过激光输入的能量更多是必要的。

至于反应本身，这是一个在狭小、复杂、分层的空间中发生很多事情的故事。

位于加利福尼亚州北部的国家点火装置拥有由 192 台激光器组成的复合激光器。NIF 科学家将激光瞄准一个圆柱形容器，称为空腔，长度只有几毫米。空腔内有一个球形胶囊。胶囊内部覆盖着一层微米厚的冰层，由氘和氚组成，它们是氢的同位素或替代化学形式。氘和氚是聚变的燃料。

当 NIF 激光发射时，它会将球形胶囊压缩 35 倍。这会使氘和氚聚集到高密度状态以触发聚变。

参与核聚变反应研究的物理学家奥马尔·哈里肯在电话记者会上表示：“我们最终在这些特殊实验中得到的燃料密度是太阳中心密度的三倍，或者两倍半到三倍。因此，条件相当恶劣。”