美国人造太阳实现里程碑突破？科学家距应用还差光年距离

　　美国时间12 月 13 日，由美国政府资助的位于加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室，负责国家点火设施 (NIF) 的物理学家对外宣布，实验室研究团队已经将携带大约 2 兆焦耳能量的激光，发射到由两种氢同位素构成的原子上，使其变成等离子体并产生 了3 兆焦耳的能量。
　　因此，他们宣布，NIF装置产生的 核聚变，最终产生的能量超过了它消耗的能量，实现了可控核聚变的巨大飞跃。
　　当地的科学家们对这个结果感到非常的兴奋，认为这是一项里程碑式的成就。不过，也有很多科学家对此呈谨慎态度，并敦促相关媒体不要过度炒作而引发全世界的误解。持质疑态度的科学家很快就找到了问题的关键，那就是，NIF此次所开展的实验，如果作为一个整体的话，并没有产生能量的净增益。
　　全世界现有的核聚变装置，大体可以分为两大类。一种是像NIF这样的惯性约束装置，包含带有激光或者粒子束的热等离子体。另外一种是磁约束装置，比如英国的联合欧洲环面 (JET)、欧洲即将推出的国际热核实验装置 (ITER) 、中国实验性先进超导托卡马克 (EAST)，应用磁约束的装置，是将加热的等离子体束缚成具有强磁场的各种环面形态。
　　此前，我国在磁约束聚变装置的研发和实验上，不断取得了新的突破，距离最近的成果是实现了在等离子体1.6亿度的条件下，稳定约束等离子体时间长达1056秒，再一次刷新了世界纪录。而即将建成的欧洲国际热核实验装置，可以把限制高温等离子体的磁场强度，提升到地球周围磁场的28万倍。
　　不同的核聚变装置，在突破技术障碍上所用的策略是不一样的。比如，磁约束装置是尽可能地让等离子体长时间地在高温下持续＂燃烧＂，虽然包括我国在内的一些国家，在这方面取得了巨大的突破，但托卡马克装置尚未从它里面的等离子体中产生净能量的增益。
　　而拿惯性约束系统来说，就像美国的NIF装置，是通过激光所携带的能量，来使内部中心点非常小的一块＂燃料＂实现聚变，来换取能量的爆发的。这种系统虽然看上去操作比较容易，但是缺点同样突出，那就是诱发释放能量的＂燃料＂，都是以离散的＂颗粒＂形式出现的，中间的＂燃料＂聚变完成以后就能再继续了。到目前为止，科学家们也没有搞清楚，如果用足够短的时间，来更换它们，以使得反应的时间哪怕超过一秒钟。
　　美国实验室中进行的这个实验，最为关键的部分，就是内部中心的＂胶囊＂，直径为 1 毫米左右，要制造这个小＂胶囊＂，仍然要花费数万美元。实验持续的时间仅为十亿分之几秒，而且完成一次实验后，需要等待6个多小时才能再重复进行一次，从效率上看实在是太低。
　　最为关键的是，实验中所利用的激光所携带的能量是2兆焦耳，但这只考虑了激光能量的输入和等离子能量的输出，而没有把电转化为激光中的过程损失计算在内。根据测算，产生2兆焦耳的激光，需要至少400多兆焦耳的电能，显而易见，美国NIF装置此次实验，并没有真正意义上实现输出能量大于输入能量这个目标，别说是里程碑了，连影都没谈不上。
　　所以，从根本上来说，美国开展的这个实验，只是在可控核聚变的另外一种模式上，开启了向前进的一小步，距离安全、无限的核能利用，还有非常漫长的路要走。
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