现在这些激光器每个脉冲发射大约 2 兆焦耳的能量 。对于核聚变科学家来说，这样的水平令人兴奋 。它仅相当于大约运行吹风机 15 分钟所消耗的能量——但在百万分之一秒内一次性全部释放 。在 NIF 产生这些光束需要一个几乎有足球场那么大的空间，里面装满了闪光灯 ， 可以激发激光棒并传播光束 。仅此一项就需要 300 兆焦耳的能量，其中大部分都损失掉了 。
再加上冷却系统和计算机层，你很快就能明白比聚变产生的能量相比，输入需要耗费的甚至是高出多个数量级的能量 。因此，根据 Cappelli 的说法 ， 实用化聚变的第一步是使用更高效的激光器 。
而且在能量方程的另一边 ， 问题还在继续 。传统的内燃机将其产生的能量转化为电能的效率约为 40% 。而对于聚变 ， 这可能更接近于 10-20% 。如今的研究甚至还没有考虑到这种类型的转化 。
根据定义，聚变实验是破坏性的测试 。燃料芯块设计为一次性粉碎，聚变能量的释放破坏了周围的仪器，镜子被强大的激光损坏 。为了产生持续的能量，科学家们需要弄清楚如何反复发射强大的激光 ， 并在它们面前放置许多颗粒 。
这可能涉及每分钟发射多个弹丸和激光 ， 相比之下，NIF 目前每天发射次数仅为 3 次 。不过，科学家们表示，12 月 13 日宣布的进展意义仍然重大 。这种被称为「惯性限制」的聚变实验被忽视的一个方面是激光本身是一种相对较新的技术——比核裂变等技术更新 。
「与 1960 年代首次出现的激光器相比，我们今天拥有的多兆焦耳激光器是一项了不起的工程壮举，」Carolyn Kuranz 说道 。
NIF 研究人员利用这种能量所做的工作比许多人想象得要多 。有些人认为，要接近点火，可能需要 10 兆焦耳或更多的激光能量 。此外，自 NIF 于 1999 年破土动工以来的几十年里，激光器一直在不断改进，这意味着下一代技术拥有更多的可能性 。
激光方向的进展很令人兴奋，因为在过去 ， 与另一种称为「磁约束」（托卡马克）的聚变技术相比，惯性约束受到的关注较少 。托卡马克是一种甜甜圈形装置，其中氢气被加热成等离子体，然后被磁场捕获 。商业聚变公司普遍采用磁铁路线，部分原因是激光的挑战 。但最近，惯性设施得到了更多投资——今天的成功可能意味着未来会有更多投资 。
那么核聚变会有助于解决气候变化问题吗？在「几十年」的范围内，实际的时间表仍然模糊不清 。但在新闻发布会上，劳伦斯利弗莫尔国家实验室主任 Kimberly Budil 表示：「如果我们能够投入大量精力，并保持注意力 ， 这个时间表会更近一些 。」
「尽管今天宣布了这一消息，但核聚变既不商业化也不接近商业化，因此它仍然是试验性技术，」斯坦福大学能源研究员 Mark Jacobson 说道 。他主张对太阳能、风能和水力发电等可用解决方案进行更多投资 。事实上 ， 你很难找到一位认为核聚变将在未来十年内出现的等离子体物理学家 。
近一个世纪以来，自从天文学家亚瑟 · 爱丁顿推测了为太阳提供动力的氢和氦之间的关系以来，人们一直被建造一座像恒星一样运转的发电厂的可能性所吸引 。
这一目标被全球科学家追寻着，却显得难以捉摸，甚至有可能是我们这一代无法亲眼目睹的 。「我认为我们应该乐观地看待这个问题，」加州大学圣地亚哥分校研究托卡马克设计的研究科学家 Dmitri Orlov 说道 。「我们今天就像看着婴儿蹒跚学步 。而最终，它将跑一场马拉松 。」
参考内容：
https://www.nature.com/articles/d41586-022-04440-7
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