綜合路透社、CNN12月12日報道，當地時間13日，美國能源部將宣布，科學家們近期在核聚變領域取得的突破性進展。消息人士提前透露稱，美國加利福尼亞州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家在使用激光的聚變實驗中首次實現了凈能量增益，即產生的能量比注入的能量還要多。這意味著，人類未來有望結束對化石燃料的依賴，或將擁有一個安全、綠色、用之不竭的能源選項。

資料圖片（圖片來源：Damien Jemison/LLNL）

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核聚變技術實現大突破

據介紹，按照國際原子能機構給出的定義，核聚變是模仿太陽的原理，使兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核，結合期間釋放出大量能量。與為全世界供電的核裂變不同，它不會產生擁有較長壽命的放射性廢物，是綠色、安全、可持續的能源。自1950年代以來，科學家一直在研究太陽的能量來源，通過不同的方法，尋求復制和利用聚變反應，但至今沒有團隊能從反應中得到超過實驗所消耗的能量，即投入抵不上產出，無法形成能量的正循環。

知情人士稱，勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家通過美國國家點火裝置的實驗獲得了成功。在實驗中，科學家們將含有氫燃料的顆粒發射到近200個激光器陣列中，基本上以每秒50次的速度產生一系列極快的重復爆炸。核聚變反應產生了大約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中，首次實現了凈能量增益。

核聚變專家亞瑟·特瑞爾（Arthur Turrell）博士表示，“如果這一點（核聚變反應首次實現凈能量增益）得到證實，我們將見證一個歷史性時刻。”如果核聚變商業化，它在發電時幾乎不排放二氧化碳，這可以幫助應對氣候變化。此外，它也不會產生放射性核廢料。這意味著，人類未來有望結束對化石燃料的依賴，或將擁有一個安全、綠色、用之不竭的能源選項。

投入商業應用還有時日

不過，兩名了解該實驗結果的消息人士稱，由于高于科學家們預期的能量輸出，該實驗損壞了一些設備，使得后續分析變得很復雜。

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

目前來看，無論是使用磁鐵還是用激光發射顆粒，核聚變反應的結果最終都是一樣的：原子融合過程所承受的熱量是幫助產生能量的關鍵。想要大規模使用聚變能，最大的挑戰是維持足夠長的時間，以便它可以為全球的電網和供暖系統供電。全球科學家現在必須努力大幅擴大他們的聚變項目，并降低成本，這將需要多年的研究。

“目前，我們為每個實驗花費了大量的時間和金錢。”“我們需要將成本降低一大半。”杰里米·奇滕登說，還有很多跡象表明，科學家需要做更多的工作，才能使聚變能夠以商業規模發電。“因此，我們可以說它（核聚變反應首次實現凈能量增益）是科學的成功，但距離提供有用的能量還有很長的路要走。”

據報道，勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室將于當地時間12月13日發布這一重大公告，美國能源部會也會在同一天宣布這一重大科學突破。外界預計，公告將會著重強調投資于聚變能源研究具有的積極意義，但其商業應用可能還需要很長的時間。