可控核聚变突破没带来实用化，只是漫长道路上的一小步 _托卡马克

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选自wired
作者：Gregory Barber
机器之心编译
编辑：泽南
【可控核聚变突破没带来实用化，只是漫长道路上的一小步】

美国科学家实现了人类长期追求的聚变点火目标——但不要指望这种技术能够为电网供电。

12 月 5 日，美国劳伦斯利弗莫尔实验室的镀金鼓内，一组科学家精巧地重现了为太阳提供动力的物理学。
这项深夜进行的实验包括向胶囊发射 192 束激光，胶囊中装有一个装满氢原子的胡椒粒大小的颗粒。其中一些通常相互排斥的原子被挤压在一起并融合在一起，完成一个产生能量的过程。

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LLNL 国家点火装置的靶室包含 192 束紫外线激光束，能够将超过 2 兆焦耳的能量输送到单个微型燃料颗粒中。
按照地球聚变反应的标准，这是大量的能量。多年来，科学家们一直在进行这种类型的实验，结果发现产生的能量还不足以供给维持系统本身。这一次，人们终于实现了正循环。
这一壮举被称为点火，对于那些研究聚变的人来说是一个巨大的胜利。人们只需仰望星空，就知道这种能量来源是可能的——将两个氢原子结合产生一个氦原子会导致质量损失，根据著名的 E = mc^2 公式释放出巨量的能量。自 1970 年代以来，我们一直在这条道路上缓缓前行，当时科学家首次定义了点火目标，有时也称为「盈亏平衡」。
去年，劳伦斯利弗莫尔实验室国家点火装置（NIF）的研究人员已经接近成功，用核聚变产生了他们发射到实验中的大约 70% 的激光能量。人们继续进行实验，终于在 12 月 5 日凌晨 1 点刚过获得了完美的结果：输入两兆焦耳，输出了三兆焦耳，能量增加了 50% 。
「这表明我们是可以做到的，」美国能源部长珍妮弗 · 格兰霍姆在新闻发布会上说道。
对于像斯坦福大学的 Mark Cappelli 这样的聚变科学家来说，这是一个激动人心的结果。但他同时提醒说，那些寄希望于核聚变在不久的将来成为一种丰富、零碳排放和无废料的能源的人可能会失望。
分歧点在于如何定义能量收支平衡。NIF 研究人员表示，他们在实验中获得的能量与他们发射的激光一样多——这是一项巨大的、期待已久的成就。但问题在于，这些激光器消耗的能量只占系统总功率的一小部分。如果计算得更全面，NIF 获得的收益远小于投入。
「这种程度的收支平衡是非常、非常片面的，」Cappelli 说道。「还有几十年的路要走，也许还有半个世纪。」
问题在于低效的激光器，使用 NIF 的方法产生聚变能包括将数十束光束射入称为空腔的金圆柱体，将其加热到超过 300 万摄氏度。激光不直接瞄准燃料，他们的目标是产生「X 射线汤」，密歇根大学的核聚变研究员 Carolyn Kuranz 介绍道。它们轰击由氢同位素氘和氚组成的微小燃料颗粒，并将其压碎。这必须以完美的对称精度完成，即实现「稳定内爆」，否则颗粒会起皱，燃料无法充分加热。