【可控核聚变实验成功意味着什么？】作者：胡志宇博士（上海交通大学微纳能源所教授兼所长，参加了四为“范式变更-碳中和的长潮和大浪”首期班。入选国际级人才计划、二级教授与博导，上海交通大学“致远”讲席教授，ECS Sensor Plus副主编，美国田纳西大学物理学博士（2000年），美国田纳西大学MBA（2004年），上海交通大学微米/纳米加工技术国家级重点实验室主任（2012~2018年），在美国橡树岭国家实验室工作13年（拥有能源部长的亲函嘉奖，美国联邦政府等十多个奖项），发表SCI论文100多篇，获24项美国与中国授权发明专利，完成中英文专著/教材共5部，近期获得2922IAAM奖章、2021MDPI能源奖、2021华为“智能机座”先锋教师奖、2018年中国微米纳米技术学会微纳技术创新三等奖。）

来源：四为高管教育

美国东部时间12月13日上午10点，在美国能源部位于加利福利亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室召开的新闻发布会上，美国能源部部长詹妮弗·格兰霍姆和国家核安全管理局局长吉尔·赫鲁比（Jill Hruby）公布了美国能源部劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员在美国国家点火装置（National Ignition Facility，NIF）上所获得的一项重大科学成果。在2022年12月5日美国国家点火装置的一个实验中，具有总能量为2.05兆焦耳（MJ）的192束激光向一个微小几乎完美对称的氘-氚燃料球汇聚，获得了3.15兆焦耳（MJ）的氘-氚聚变能量输出，历史性地实现了聚变点火与净能量增益大约150%，在追求无限、零碳能源方面取得了重大突破。

在发布会上，美国能源部部长詹妮弗·格兰霍姆非常兴奋地说：“对于国家点火装置的研究人员和工作人员来说，这是一项具有里程碑意义的成就，他们致力于实现聚变点火，这一里程碑无疑将激发更多的科学发现。由世界级科学家组成的国家点火装置（NIF）团队的工作将帮助我们解决人类最复杂和最紧迫的问题，比如提供清洁能源应对气候变化以及在没有核试验的情况下保持核威慑等。”

白宫科技政策办公室主任阿拉蒂·普拉巴卡尔（Arati Prabhakar）博士说：“我们对聚变的理论理解已经超过一个世纪了，但从知道到实现这个过程可能是漫长而艰巨的。今天的里程碑表明我们可以用毅力来实现我们想要做到的。”

这项经过了近60年的历程，总投资超过35亿美元才获得的重大科学突破，是人类自从学会用火以来，在能源利用方面最重要的改变游戏规则的突破。根据大爆炸理论，宇宙间的万物都是从由核聚变产生的一个巨大的火球创造出来的。而这个实验的成功，在某种程度上意味着人类已经开始掌握了“造物主”的能力！是人类用自己的聪明才智创造出来的一项非常不凡的成就！

劳伦斯利弗莫尔国家实验室主任金·巴迪尔博士说：“在实验室中所追求的聚变点火，是人类有史以来所应对的最重要的科学挑战之一，实现它是科学的胜利、工程的胜利，但最为重要的是人类的胜利。”

国家点火装置（NIF）是迄今为止最大、功能最强大的激光惯性约束核聚变（Inertial confinement fusion，ICF）设备。激光惯性约束核聚变是使用192束超高能量的激光同时打到一个几乎完美对称，并且充有大约150 微克的氘-氚的塑料小球（直径~2毫米），至于导致塑料向内爆炸，从而挤压里面的燃料。塑料达到每秒350公里（每秒220英里）的峰值速度，将燃料密度从大约水的密度提高到铅的大约100倍。压迫内部的氘与氚，形成高压高温，造成自发性的燃烧，产生链式反应，最终诱发核聚变反应。在十亿分之一秒内爆过程中，能量的传递和绝热过程将燃料的温度提高到数亿度，就产生了一颗微型超新星（Supernova）。

1）核聚变不会产生核污染，非常安全！

2）核聚变所需要的氘与氚可以从海水里获得，取之不尽用之不竭。

美国国会在今年的《国防授权法》中，将大幅度增加这个项目的投入，（项目）获得有史以来最高的拨款——超过6.24亿美元，从而让这个惊人的突破更进一步。接下来，国家点火装置（NIF）团队将进一步分析本次实验的成功原因，并希望在后续实验中复现本次实验。接下来，团队将对实验进行一系列升级改造，进一步提高激光能量，以支持更大规模的实验与能量增益。团队还将借助人工智能机器学习，将对实验设计参数的点火区间进行更深入地研究。美国能源部宣布鼓励私人公司和研究机构参与聚变研究与商业化，但是其到实际应用可能还需要一段相当长的时间。

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