核聚变取得突破，人类将获永恒能源

美国能源部周日表示，将于本周宣布一项“重大科学突破”。一个实验室在核聚变研究方面触及重大里程碑：人类可能获得取之不尽 用之不竭的新能源。

位于加州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们从一个实验性聚变反应堆中获得了“净能量收益”。这将代表研究人员首次在聚变反应中产生了比在该过程中消耗更多的能量（与为太阳提供动力的类型相同），这可能是追求零碳能源的重要一步。

能源部和LLNL发言人拒绝就详细信息置评，但表示能源部长格兰霍姆（Jennifer Granholm）将在周二“宣布一项重大科学突破”。LLNL发言人补充说，他们的“分析仍在进行中。”

英国《金融时报》援引三名知情人士报道称，核聚变反应在过去两周内产生了120%的净能量增益。《华盛顿邮报》随后报道称，两名熟悉这项研究的人士证实了这一进展，一位资深聚变科学家告诉该报：“对我们大多数人来说，这只是时间问题。”

核聚变被一些科学家认为是未来的一种潜在能源，尤其是因为它产生的废物很少，也不会产生温室气体。来自加州的国会议员刘云平(Ted Lieu)在推特上写道：“如果这一核聚变能源突破是真的，它可能是一项世界性变革。”

核聚变不同于目前核电站使用的裂变技术，它是融合两个原子核而不是分裂一个原子核。LLNL的聚变设施有三个足球场那么大，由近200个激光器组成，这些激光器用高能量轰击一个微小的点，以启动聚变反应。

除美国单方面进行的研究外，利用核聚变获得清洁能源的探索已经促成了世界上规模最大、运行时间最长的协作科学实验之一。据悉，这个耗资数十亿美元的核聚变项目ITER位于法国南部，是“国际热核实验反应堆”的缩写，35个国家正在共同努力破解同一个科学谜题，参与国包括美国、俄罗斯、中国、印度、韩国、日本和欧盟国家。

3月份，白宫宣布计划，通过对ITER的持续投资以及LLNL设施正在进行的国内项目，在未来几十年加速聚变的商业发展。白宫在春季表示，核聚变预示着“彻底改变能源行业的可能，帮助应对气候危机，同时满足美国和世界日益增长的电力需求。”

白宫指出：“在全球30多家核聚变公司中，三分之二位于美国，而且大多数成立于过去十年。通过与这些公司合作，我们有机会让这些公司在我们境内发展，并巩固美国在核聚变方面的技术领先地位。”

参议院能源和自然资源委员会由今年早些时候访问过ITER设施的民主党人曼钦（Joe Manchin） 担任主席。该委员会最近举行了一次听证会，以审查联邦政府如何进一步支持聚变能的商业发展。

能源部科学与创新副部长办公室首席聚变协调员斯科特·许（Scott C. Hsu，音译）说：“核聚变竞赛也是争夺未来全球领导地位的竞赛。虽然核聚变长期以来享有国际合作，并且应该继续这样做，但不要搞错，核聚变现在也是一项国际竞争。现在不采取行动可能会使美国沦为聚变技术的进口国而不是出口国。”

据了解实验初步结果的三位人士透露，位于美国加州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL）首次在聚变反应中实现了“净能量增益”，也就是产生的能量比注入的能量还要多。

据国际原子能机构给出的定义，核聚变是模仿太阳的原理，使两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核，结合期间释放出大量能量。

在激光聚变实验中，激光加热由氘和氚离子组成的燃料，形成等离子体，各离子间发生聚变反应。这一反应产生的能量加热燃料带来更高温度，从而创造出更多反应，导致失控过程（热核燃烧）。

知情人士称，LLNL通过美国国家点火装置的实验获得了成功，聚变反应产生了大约2.5兆焦耳的能量，大约是激光所消耗的2.1兆焦耳能量的120%。

两名了解结果的人士表示，高于预期的能量输出，损坏了一些诊断设备，使得后续分析变得复杂，但科学家们已经广泛讨论了这一突破。一位知情人士强调，数据仍在分析中，还无法确认它是否超过了关键门槛。

为何“净能量增益”具有巨大意义

与化石能源相比，聚变反应不排放二氧化碳；与当前通常意义上的核能——核裂变能相比，它既不会产生核废料，辐射也极少。自1950年代以来，科学家一直在研究太阳的能量来源，寻求复制和利用聚变反应，但至今没有团队能从反应中得到超过实验所消耗的能量，即投入抵不上产出，无法形成能量的正循环。

如果LLNL能突破这一瓶颈，即实现“净能量增益”的聚变反应，相当于为全人类提供了一个安全的、绿色的、用之不竭的能源选项。

核聚变专家亚瑟·特瑞尔（Arthur Turrell）博士表示，“如果这一点得到证实，我们将见证一个历史性的时刻。”据报道，LLNL将于周二发布这一重大公告，美国能源部也将于太平洋时间周二07:00左右进行直播。

可以佐证的是，美国能源部长格兰霍姆（Jennifer Granholm）当地时间周日表示，将在本周宣布一项“重大科学突破”。

外界预计，周二的公告将会着重强调投资于聚变能源研究具有的积极意义，但其商业应用可能还需要数年时间。科学家们表示，建造一个能产生大规模聚变能源的设备需要用到一些难以大量生产的材料。

此外，聚变反应产生的中子会对设备造成明显损耗，有可能破坏该设备。据媒体透露，用于上述实验的专有点火装置耗资35亿美元。

华盛顿邮报报导，美国能源部将在十三日宣布，美国政府科学家已首度制造出“淨能量增益”的核融合反应，也就是反应产生的能量大于促发该反应的雷射能量。这是学界数十年来斥资数十亿美元研究核融合的重大里程碑，若能商转，将提供人类取之不尽、价廉又洁淨的“淨零碳排”电力。

该消息最早由英国金融时报引述三名知情人士报导，美国加州劳伦斯利佛摩国家实验室（LLNL）运用一种称为惯性局限融合的过程，过去两周在一次核融合实验中达到淨能量增益。这种过程包括藉由当今全球最大的雷射，持续照射一个微小的氢电浆球。该核融合反应产生约二．五兆焦耳（MJ）的能源，约雷射能量（二．一兆焦耳）的百分之一二○。

这次实验在LLNL内耗资卅五亿美元的“国家点燃设施”（NIF）进行，研究人员正在分析资料数据。NIF去年曾从一次核融合反应制造出一．三七兆焦耳，约当时照射的雷射能量之百分之七十，是此前世人最接近淨能量增益的一次。

知情人士说，这次实验能源产出虽多于预期，却造成部分判读设备受损，使分析工作变複杂。英国伦敦帝国学院学者特瑞尔指出，“如果获证实，我们正见证历史性时刻”。

美国能源部部长葛兰何和督导核安的次长赫鲁比十三日将亲临LLNL，宣布这项重大科学突破。

核融合研究旨在循太阳制造能源的方式，複制核反应，该反应能产生大量能源，且没有半衰期长的核废料，被喻为零碳排的能源“圣杯”。理论上，一小杯氢燃料就可为一间房子供电长达数百年。

科学家自一九五0年代起就开始研究核融合，不过，即使在实验室获得突破，核融合至少还要十年甚至数十年后才可能投入商用。但前述最新技术发展，料将被拜登政府宣传为美国政府这些年来对此砸大钱的一个成就。