北京時間 12 月 14 日上午消息，據(jù)報道，當(dāng)?shù)貢r間周二琴蟲美國能源部DOE）宣布，研究人員在核聚變方面取得歷史性的破，首次從一個實驗性核變反應(yīng)堆中實現(xiàn)了“凈能增益”，這讓許多人對未生成更多的清潔能源充滿希望。這一突破是由美國州勞倫斯利弗莫爾國家實室（LLNL）“國家點火裝置”（NIF）研究人員在 12 月 5 日取得的。對許多人來說，核聚可能是一個新概念，但自 20 世紀 40 年代以來，科學(xué)家們就一直在研它。但是，研究人員卻面著一個嚴峻的挑戰(zhàn)：如何產(chǎn)出更多的能量（高于所耗的能量），這幾乎是一不可逾越的挑戰(zhàn)，直至今。這一次，研究人員向目輸入了 2.05 兆焦耳的能量，最終產(chǎn)生了 3.15 兆焦耳的聚變能量輸出，即產(chǎn)生的能量天狗輸入能量高出 50% 多。這也是研究人員首次在實驗取得有意義的能量增長。么是核聚變呢？核聚變就兩種較輕的元素結(jié)合在一，形成較重的元素的過程這與太陽提供能量的方式同，即氫原子的質(zhì)子在核以令人難以置信的高溫猛碰撞，融合在一起產(chǎn)生氦子。在地球上，核聚變是過融合元素氘（重氫）和（超重氫）來實現(xiàn)的。氘含量非常豐富，可以在水找到，尤其是海洋中。而的含量較低，主要存在于們的大氣中，是宇宙輻射結(jié)果。此外，氚也可以在爆炸中產(chǎn)生，是核反應(yīng)堆副產(chǎn)品。太陽的巨大引力它能夠聚變氫原子，但要地球上創(chuàng)造聚變，科學(xué)家要施加大約 1 億攝氏度的溫度和極高壓力，即比陽核心溫度高 10 倍。雖然有不同的方法來嘗試生核聚變，但勞倫斯利弗爾國家實驗室（LLNL）“國家點火裝置”（NIF）的研究人員使用了 192 束激光，聚焦在一個圓柱體的內(nèi)壁上，該圓柱體有一個非常小的“膠囊”置，里面裝著聚變?nèi)剂希?和氚。當(dāng)激光射向目標(biāo)時它們會產(chǎn)生 X 射線，然后擠壓燃料，在極短的時內(nèi)蒸發(fā)“膠囊”裝置，所生的沖擊波會粉碎氫原子使它們?nèi)诤喜⑨尫拍芰俊?然此次產(chǎn)生的能量很小，約 3 兆焦耳（足夠給一個燈泡供電），但它標(biāo)志核聚變能源的歷史性首次因為激光只發(fā)射了略高于 2 兆焦耳的能量，即產(chǎn)生的能量，較輸入的能量高 50% 多。它與現(xiàn)有核能有什么不同？談及核能許多人可能會想到我們今擁有的核反應(yīng)堆。但不同是，這些反應(yīng)堆使用的是核裂變”。裂變與聚變正相反，聚變迫使原子聚集一起，而核反應(yīng)堆（裂變通過分離重原子來產(chǎn)生能。核聚變還能產(chǎn)生清潔能。與核反應(yīng)堆不同，這一程不會產(chǎn)生副產(chǎn)品，如核廠中發(fā)現(xiàn)的乏燃料棒（spent rod）。另外，與裂變不同，核聚變不會生核熔毀現(xiàn)象，也不能用制造核武器。國際原子能構(gòu)（IAEA）還解釋說，雖然氫彈確實使用聚變反，但需要第二顆裂變炸彈引爆它。為什么說核聚變重要？當(dāng)前，地球正面臨幾個世紀以來燃燒化石燃造成的氣候危機。其結(jié)果，洪水、干旱、海平面上等現(xiàn)象將會加劇。我們已看到這種情況正在發(fā)生，球變得越暖，這些災(zāi)難就變得越嚴重。如今，地球經(jīng)變暖了大約 1.2 攝氏度。根據(jù) 2015 年《巴黎氣候協(xié)議》設(shè)定的標(biāo)，我們要在本世紀末將控制在 1.5 攝氏度以內(nèi)，這樣才能使與氣候相的災(zāi)難減少。因此，科學(xué)和工程師一直在努力開發(fā)有成本效益的清潔能源。就是核聚變的用武之地。不會產(chǎn)生有害的二氧化碳甲烷，而且效率很高。根國際原子能機構(gòu)（IAEA）的說法，聚變每公斤燃產(chǎn)生的能量是裂變的四倍是燃燒石油或煤炭的近 400 萬倍。美國能源部長詹妮弗?格蘭霍姆（Jennifer Granholm）周二在一份聲明中表示：“這是一項里?踢碑式成就，讓我們更接近于擁豐富的零碳聚變能源，從幫助人們解決人類最復(fù)雜最緊迫的一些問題，包括供清潔能源來應(yīng)對氣候變?！焙螘r才能用聚變作為源呢？雖然這是歷史性的一次，但這并不意味著我已經(jīng)準備好大規(guī)模生產(chǎn)能。勞倫斯利弗莫爾國家實室（LLNL）負責(zé)人金?布迪爾（Kim Budil）稱，這一成就是人類有史以來解決的最重延的科挑戰(zhàn)之一。但是，到目前止，無論是在科學(xué)上，還技術(shù)方面，都存在著不小障礙。布迪爾說：“這只一次實驗成果，要實現(xiàn)商聚變能源，必須要持續(xù)產(chǎn)這樣的結(jié)果，必須要有一強大的驅(qū)動系統(tǒng)來實現(xiàn)這點?！?。她還補充說，盡不需要一些科學(xué)家之前預(yù)的那么長的時間，但至少要幾十年的時間才能開發(fā)足夠的基礎(chǔ)技術(shù)來建造一核聚變電站。除了美國，有其他一些國家在研究核變。在法國，有一個多方作的國際熱核實驗反應(yīng)堆ITER），這是一個重 2.3 萬噸、高近 30 米的大型核聚變反應(yīng)堆，計劃在大約 10 年后開始運營。在加拿大，General Fusion 等私營公司也在研究相關(guān)術(shù)。此外，中國、英國和國的一些民營企業(yè)在致力聚變方面的研究?