作者/孫卓

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美國能源部長格蘭霍姆（Jennifer Granholm）周二（13日）表示，加利福尼亞州勞倫斯利·弗莫爾國家實驗室（LLNL）的科學家們首次成功制造出了“凈能量增益”的核融合反應。

格蘭霍姆表示，科學家們在實驗中復制出“僅在恒星與太陽中才能發現的某種條件”，而這一具有里程碑意義的實驗是向零碳融合能源所邁出的重要一步。

“如果我們能夠推進核融合能源，就可以用它來生產清潔電力、交通燃料、電力業與重工業等。” 格蘭霍姆稱。他還表示，美國政府的目標是在10年內能夠實現核聚變能源的商業化。

不過，在當天的新聞發布會上，LLNL實驗室主任布迪勒（Kim Budil）則表示，該技術可能需要“數十年”才能實現商業化。

布迪勒表示，在科學和技術方面，該技術都存在非常顯著的障礙，但布迪勒也表示，如果投資和關注到位，這個時間表“可以更快一些”。

揭秘里程碑關鍵詞： “點火”

格蘭霍姆表示，LLNL的科學家已經實現“點火”——也就是一次產生能量大于消耗能量的核聚變反應。

“在實驗室中實現聚變點火是人類有史以來最重大的科學挑戰之一，實現這一目標是科學界、工程界，最重要的是全人類的勝利。”布迪勒當天表示。

布迪勒介紹，在這次實驗中，科學家們向一個被稱為“空腔”的圓柱形目標發射了192束激光，產生了X射線輻射，一個裝有氫的兩種同位素氘和氚的微小金剛石膠囊發生內爆，并釋放出能量。他還表示，該實驗產生了3.15兆焦的聚變能量輸出，超過了用于驅動它的2.05兆焦能量。根據參與該項實驗的物理學家描述，當天的實驗可以這樣理解：科學家們從這個世界上最大的激光束發射“能量子彈”擊中“目標物”，“目標物”被點燃后溫度達到了一億攝氏度——比太陽中心的溫度高出10倍。

“在受控的聚變實驗中實現點火是經過60多年的全球研究、開發、工程和實驗取得的。” 美國能源部副部長赫魯比表示。

美媒報道指出，LLNL在2021年8月的一次實驗之后曾公布報告稱，其激光器集群的輸出創下了新的紀錄。據《自然》雜志當時報道，該反應產生了激光發射所釋放能量的70%。

專家：核聚變清潔能源商業化仍需幾十年

美媒援引能源專家的觀點表示，實現核聚變的點火過程需要在兩次的激光發射之間進行非常精準的計算和技術維護，每一次的發射都需要耗費10萬美元以上的成本和數百個小時的設計計算，因此，讓這個過程達到商業化的規模就需要更復雜的技術升級。

“一旦實現效果良好的單次（激光）發射，就必須進行每秒10次的重復實驗，這樣才能達到商業化所需的持續反應。”美國能源部的一名要求匿名的官員表示，“這需要每秒發射10次激光。這并非根本不可能，但從工程學角度來看，這非常困難。”

“實現（實驗室內）的核聚變并非意味著可以直接進入核聚變能源的商業化。”美國能源部下屬的普林斯頓等離子體物理實驗室主任考利（Steven Cowley）在4月份白宮舉行的一次核聚變會議上表示，“但是我們有可以做到這一點的工具。”

麥肯錫公司可持續能源專家奧萊尼克（Geoff Olynyk）表示，核聚變商業化的最大障礙可能仍是金錢，因為商業公司必須證明有一條途徑可以降低核聚變的成本，使其更具有競爭力。

“所有的核聚變公司都在瞄準這個目標，但沒有證據表明他們中的任何一家都能做到。” 奧萊尼克表示，“第一次的（商業）演示將非常昂貴。”

參與LLNL實驗的研究人員也表示，盡管一周前的實驗本身記錄了凈能量增益，核聚變技術的前景仍然面臨多項挑戰。

“我們的計算表明，激光系統有可能實現數百兆焦耳的產量，因此，實現產量的目標是有途徑的。”布迪勒表示，“但我們現在離實現那個目標還很遠。”

美媒報道指出，目前LLNL的點火設施每天只能進行一次激光發射，而發電廠則需要持續不間斷地生產能量。