海外科學(xué)家首次實(shí)現核聚變反應的凈能量增益，人類(lèi)或朝著(zhù)無(wú)限、零碳能源目標邁出關(guān)鍵一步。

據媒體12月11日報道，位于美國加州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室（LLNL）的科學(xué)家們已經(jīng)從一個(gè)實(shí)驗性核聚變反應堆中實(shí)現了凈能量增益。整個(gè)實(shí)驗設施耗資35億美元，由近200臺激光器組成，有三個(gè)足球場(chǎng)那么大，用高能量轟擊一個(gè)小點(diǎn)，以啟動(dòng)核聚變反應。報道稱(chēng)，LLNL的實(shí)驗獲得了成功，聚變反應產(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(shí)驗裝置示意圖）

整個(gè)實(shí)驗數據分析仍在進(jìn)行中。報道稱(chēng)，由于高于預期的能量輸出損壞了一些診斷設備，后續分析變得復雜。勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室據將于當地時(shí)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(shí)間周二上午7點(diǎn)(北京時(shí)間周二20點(diǎn))左右進(jìn)行直播。

據國際原子能機構的定義，核聚變是模仿太陽(yáng)的原理，使兩個(gè)較輕的原子核結合成一個(gè)較重的原子核并釋放出巨大能量的過(guò)程。核聚變產(chǎn)生的能量非常大——是核裂變反應的四倍。理論上只要有幾克反應物，就有可能產(chǎn)生一太（萬(wàn)億）焦耳的能量，這大約是發(fā)達國家的一個(gè)人在60年內所需要的能量。

（圖片來(lái)源：國際原子能機構）

與化石能源相比，核聚變反應不排放二氧化碳；與目前廣泛應用的核能（核裂變）能相比，它既不會(huì )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(shí)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50年代以來(lái)，物理學(xué)家一直試圖利用為太陽(yáng)提供動(dòng)力的核聚變反應，但沒(méi)有一個(gè)小組能夠從核聚變反應中產(chǎn)生比其消耗更多的能量。

除美國以外，歐洲也在進(jìn)行類(lèi)似實(shí)驗。位于英國牛津的歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應堆于1983年投入使用，是"國際熱核聚變實(shí)驗堆"（ITER） 的關(guān)鍵先遣設施。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、印度等國家和地區組織均參與其中。

由于長(cháng)開(kāi)發(fā)周期及高資金消耗，核聚變實(shí)驗的有效性長(cháng)期以來(lái)飽受爭議。反對者認為，核聚變技術(shù)的開(kāi)發(fā)時(shí)間太長(cháng)了，無(wú)法及時(shí)扭轉氣候變遷。相關(guān)資金應用于風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源以及智能傳輸網(wǎng)絡(luò )上。

支持者則認為，未來(lái)無(wú)法通過(guò)分散式的可再生能源覆蓋人類(lèi)的全部能源需求。因此將永遠需要大型發(fā)電設施。

如果媒體報道屬實(shí)，全人類(lèi)或朝著(zhù)無(wú)限、零碳能源的目標邁出了關(guān)鍵一步。但外界預計，即便實(shí)驗成功，核聚變的商業(yè)化應用也需要數十年的時(shí)間才能完成。

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關(guān)鍵詞： 聚變反應 可再生能源 國家實(shí)驗室