加载史册 美国宣布核聚变获重大突破(图)

美国能源部长格兰霍姆（Chip Somodevilla/Getty Images）

【看中国2022年12月14日讯】（看中国记者肖然编译/综合报导）12月13日，美国能源部长格兰霍姆(Jennifer Granholm)宣布，国家实验室的科研人员在核聚变（核聚变）方面取得重大突破，这种为太阳和月球提供能量的过程可望在未来为地球提供廉价的电力来源。

自2009年以来，花费了数十亿美元经费后，加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室于12月5日进行的一项实验终于产生了3.15兆焦的聚变能量，超过用于触发反应的能量2.05兆焦。这被称为“净能量增益”，将为国防进步和清洁能源的未来铺平道路。

该实验室使用近200台激光将氢原子加热和压缩到超过1.8亿华氏度的温度，压力超过地球大气层的1000亿倍，这些极端条件会产生一种称为电浆体的物质状态，氢原子在其中融合。同样的过程为太阳和其他恒星提供动力。

核聚变之所以难以实现是因为在非常难以控制的高温高压下，让两个原子核接受摄氏1亿度或以上的极度高温，使其聚合成一个新的更大的原子，释放出巨大能量。难题一直是如何让释出的能量大于输入的能量，并且持续这样做，而不仅仅是短暂瞬间。

格兰霍姆在华盛顿的新闻会上说，核聚变的突破“将加载史册”。白宫科学顾问普然汉卡（Arati Prabhakar）称核聚变是“坚持不懈真正可以实现的巨大例子”和“令人难以置信的工程奇迹”。

核聚变：能源的未来还是投资者的狂热？

几十年来，科学家们一直致力于通过核聚变在地球上复制太阳近乎无限的能量。现在，投资者正在向实现商业规模的初创公司投入数十亿美元。

现有的核电站担负着全世界约10%的电力，通过核裂变发电（能量通过分裂铀等重原子产生）产生的放射性废物可持续数千年。而聚变不会产生这种废物，也不产生二氧化碳和其他温室气体。为聚变反应提供燃料的氢原子基本是无限供应。

尽管从聚变中生产为家庭和企业提供动力的能源还需要几十年的时间。但研究人员表示，这仍然是重要的一步。

“这几乎就像开枪发令了，”麻省理工学院电浆体科学与聚变中心主任、聚变研究领域的领军人物怀特教授说，“我们应努力使聚变能源系统可用于应对气候变化和能源安全。”

罗切斯特大学教授、激光聚变专家贝蒂(Riccardo Betti)将这一突破比作人类第一次了解到将石油提炼成汽油并点燃它会产生爆炸，她表示，在产生可持续电力之前，还有很长的路要走。“你仍然没有引擎，没有轮胎，”贝蒂说，“你不能说你有车。”

支持者说，核聚变有可能在十年或更长的时间实现商业化，而一旦商业化，可能会带来更多的益处，包括生产能源，同时不会像当今的核裂变反应堆那样造成辐射性的核废料。

然而，经营核聚变式发电厂仍然面临艰难障碍，怀特说，如何控制住这种热能是极大的挑战，因为燃料必须比太阳中心更热。

推进聚变研究需要巨大的资源和努力。一种方法是将氢转化为等离子体，一种带电的气体，然后由巨大的磁铁控制。这种方法正在法国由35个国家（称为国际热核实验反应堆）以及麻省理工学院和一家俬营公司的研究人员联合进行探索。去年，团队宣布，他们在工作所需的重要磁铁方面取得了重大进展。