美国实验室实现核聚变历史性突破 或彻底改变气候和能源的危机

（大中网/096.ca讯）法国国际广播公司（RFI)报道说，美国加利福尼亚劳伦斯-利弗莫尔国家实验室周二宣布，核聚变取得重大突破。这一宣布带来了巨大希望。数十年来，全球科学家试图开发核聚变，支持这一研究的科学家认为，掌握核聚变技术，可以使人类不再依赖导致气候升温的化石燃料。

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位于加州的劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）是美国能源部的一部分，它在一份声明中说，上周的一项实验 "从聚变中产生的能量超过了用于引起反应的激光能量"。能源部部长格兰霍姆在一次新闻发布会上说，这一成功将 “载入史册”。

目前，核电站使用核裂变，其工作原理是分裂重原子的原子核，从而释放出能量。而核聚变则使两个轻核融合在一起，形成一个更重的核。这就是为恒星提供动力的反应，包括我们的太阳。由于那里普遍存在的极端热量和压力条件，氢原子融合成了氦，在这个过程中产生了巨大的能量。在地球上，这一过程可以通过超强的激光器来实现。


什么是核聚变

核聚变与核裂变不同，后者是目前在核电站中使用的技术，涉及打破重原子核的结合。

核聚变是一个相反的过程：两个轻原子（氢）融合在一起，产生一个重原子（氦），从而释放能量。这就是在恒星中起作用的过程，包括我们的太阳。

物理学家阿瑟-特瑞尔（Arthur Turrell）、《恒星建设者》一书的作者在推特上写道， "控制恒星的能量来源是人类有史以来最伟大的技术挑战。"





两种不同的方法

只有将物质加热到极高的温度（1.5亿度左右），聚变才有可能。法国原子能委员会（CEA）的项目负责人Erik Lefebvre表示，"我们因此必须找到方法，将这种极热的物质与任何可能将其冷却的东西隔离开来。"

第一种方法是通过磁约束进行核聚变。在一个巨大的反应堆中，轻氢原子（氘和氚）被加热。然后材料处于等离子体状态，是一种密度很低的气体。它是通过磁场控制的，在磁铁的帮助下获得。

这是目前正在法国建设的国际ITER项目将使用的方法，也是牛津附近的JET（欧洲联合环形山）使用的方法。

第二种方法是惯性约束。在这里，非常高能量的激光被送入一个顶针大小的圆筒内，里面装有氢气。

这就是法国的 "兆焦耳激光"（LMJ），或该领域最先进的项目--美国国家点火设施（NIF）所使用的技术。美国加利福尼亚国家实验室正是通过后者进行了历史性的实验，首次实现了能量的净增长。



到目前为止，使用激光的实验室的目的更多的是为了证明物理原理，而第一种方法则是为了重现接近于未来的配置。


还有多长的路要走

Érik Lefebvre认为， "在工业和商业规模可行之前，还有很长的路要走"。据他说，这种项目还需要20或30年才能完成。

美国劳伦斯-利弗莫尔国家实验室主任Kim Budil在周二表示，可能是 “几十年”（但少于五十年）。"现在，我们利用激光已经实现了净能量的增加，我们需要想办法让它变得更简单。"

仍然需要许多技术上的改进：产生的能量必须增加，而且操作必须是每分钟可重复多次的。


科学界为何如此期待核聚变？

专家指出，与核裂变不同，核聚变不会有发生核事故的风险。

此外，核聚变产生的放射性废物极少，最重要的是，它不会产生温室气体。

Lefebvre总结说："这是一种完全无碳的能源，产生的废物非常少，而且本质上非常安全。这使得它成为 "世界能源问题的未来解决方案"。

对许多人来说，核聚变是未来的能源。