可控核聚变有了突破，虽然只维持了不到 1 秒

日期：2022-12-15发布：叶枫

1952 年，美国在太平洋赤道附近的岛屿上引爆氢弹、第一次实现核聚变，之后科学家们前赴后继，想尽一切办法尝试控制核聚变，用它发电。

核聚变被许多人视为 “终极能源”，理论上 1 克核聚变燃料释放的能量相当于 10 吨煤炭的，而且不会排放二氧化碳，也不会像现在的核裂变发电站那样，可能泄漏危害环境上百年的辐射物质。

之后 70 年，核聚变研究进展有限。科学家们研究出了让核聚变的装置，但每一次实现可控的核聚变，输出的能量还没有输入的多，以至于长期以有人调侃 “人类距离可控核聚变始终都有 30 年”。

核聚变研究现在有了重要进展。美国能源部 12 月 13 日宣布，劳伦斯利弗莫尔国家实验室在核聚变实验中实现能量净收益：输出的能量（3.15 兆焦）超过了输入的能量（2.05 兆焦），维持不到 1 秒。

利弗莫尔实验室实现核聚变的方式是 “惯性约束”。用消耗 300 兆焦的激光器发射 192 束激光，迅速轰击到胡椒粒大小、由氘氚制成的燃料上，将其加热到 300 万摄氏度，破开燃料表面，创造更高温、高压的环境，让氘氚中的氢原子融合，实现核聚变。

这是人类第一次用核聚变实现能量净收益。此前被广泛认可的能量纪录还是在 1997 年，欧洲国家出资建造的核聚变装置欧洲联合环（JET）的一次实验中，消耗大约 9 度电的能量，产生 6 度电的能量，同样维持了不到 1 秒。

想用核聚变发电还需要更多突破，目前的进展都处于实验室研究阶段，距离发电还有非常远的距离。一名 20 年的核聚变研究者告诉我们，想利用核聚变发电，输出的能量至少要有输入能量的 5 倍。目前正在建设的超大核聚变装置 ITER（国际热核聚变实验反应堆），目标是实现 10 倍的能量收益，预计 2035 年投入运营。

欧洲联合环和 ITER 都是用 “磁性约束” 实现核聚变，燃料在类似 “甜甜圈” 真空环形通道中被微波加热为等离子体。环形通道的每个方向都被不同形状的磁性线圈包裹。线圈通电后形成磁场，将 1 亿摄氏度的等离子体压缩至一定密度、变成高速螺旋，实现核聚变。

地球的能源问题愈发突出，加上一些技术突破，近年来越来越多的创业公司和私营资本进入核聚变领域，大多承诺在 2030 年代实现核聚变商业发电。它们现在多处于早期阶段，还在建装置，测试方案是否可行，然后再尝试怎样实现能量正收益。（贺乾明）