海外科學(xué)家首次實現(xiàn)核聚變反應(yīng)的凈能量增益，人類或朝著無限、零碳能源目標(biāo)邁出關(guān)鍵一步。

據(jù)媒體12月11日報道，位于美國加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的科學(xué)家們已經(jīng)從一個實驗性核聚變反應(yīng)堆中實現(xiàn)了凈能量增益。整個實驗設(shè)施耗資35億美元，由近200臺激光器組成，有三個足球場那么大，用高能量轟擊一個小點，以啟動核聚變反應(yīng)。報道稱，LLNL的實驗獲得了成功，聚變反應(yīng)產(chǎn)生了大約2.5兆焦耳的能量，大約是激光所消耗的2.1兆焦耳能量的120%。

(資料圖)

（實驗裝置示意圖）

整個實驗數(shù)據(jù)分析仍在進(jìn)行中。報道稱，由于高于預(yù)期的能量輸出損壞了一些診斷設(shè)備，后續(xù)分析變得復(fù)雜。勞倫斯利弗莫爾國家實驗室據(jù)將于當(dāng)?shù)貢r候12月13日(周二)發(fā)布一項重大公告，美國能源部則將在美國太平洋時間周二上午7點(北京時間周二20點)左右進(jìn)行直播。

據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)的定義，核聚變是模仿太陽的原理，使兩個較輕的原子核結(jié)合成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程。核聚變產(chǎn)生的能量非常大——是核裂變反應(yīng)的四倍。理論上只要有幾克反應(yīng)物，就有可能產(chǎn)生一太（萬億）焦耳的能量，這大約是發(fā)達(dá)國家的一個人在60年內(nèi)所需要的能量。

（圖片來源：國際原子能機(jī)構(gòu)）

與化石能源相比，核聚變反應(yīng)不排放二氧化碳；與目前廣泛應(yīng)用的核能（核裂變）能相比，它既不會產(chǎn)生核廢料，輻射也極少。由于其清潔且高能的特性，核聚變技術(shù)被視為清潔能源的“圣杯”。

核聚變實驗成功的關(guān)鍵在于凈能量增益，其主要是指核聚變輸出的能量大于輸入的能量。自20世紀(jì)50年代以來，物理學(xué)家一直試圖利用為太陽提供動力的核聚變反應(yīng)，但沒有一個小組能夠從核聚變反應(yīng)中產(chǎn)生比其消耗更多的能量。

除美國以外，歐洲也在進(jìn)行類似實驗。位于英國牛津的歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆于1983年投入使用，是"國際熱核聚變實驗堆"（ITER） 的關(guān)鍵先遣設(shè)施。ITER旨在展示聚變能源的科學(xué)技術(shù)可行性，包括中國、歐盟、印度等國家和地區(qū)組織均參與其中。

由于長開發(fā)周期及高資金消耗，核聚變實驗的有效性長期以來飽受爭議。反對者認(rèn)為，核聚變技術(shù)的開發(fā)時間太長了，無法及時扭轉(zhuǎn)氣候變遷。相關(guān)資金應(yīng)用于風(fēng)能、太陽能等可再生能源以及智能傳輸網(wǎng)絡(luò)上。

支持者則認(rèn)為，未來無法通過分散式的可再生能源覆蓋人類的全部能源需求。因此將永遠(yuǎn)需要大型發(fā)電設(shè)施。

如果媒體報道屬實，全人類或朝著無限、零碳能源的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步。但外界預(yù)計，即便實驗成功，核聚變的商業(yè)化應(yīng)用也需要數(shù)十年的時間才能完成。

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關(guān)鍵詞： 聚變反應(yīng) 可再生能源 國家實驗室