載入史冊 美國宣布核聚變獲重大突破(圖)

美國能源部長格蘭霍姆（Chip Somodevilla/Getty Images）

【看中國2022年12月14日訊】（看中國記者肖然編譯/綜合報導）12月13日，美國能源部長格蘭霍姆(Jennifer Granholm)宣布，國家實驗室的科研人員在核聚變（核融合）方面取得重大突破，這種為太陽和月球提供能量的過程可望在未來為地球提供廉價的電力來源。

自2009年以來，花費了數十億美元經費後，加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室于12月5日進行的一項實驗終於產生了3.15兆焦的聚變能量，超過用於觸發反應的能量2.05兆焦。這被稱為「淨能量增益」，將為國防進步和清潔能源的未來鋪平道路。

該實驗室使用近200臺激光將氫原子加熱和壓縮到超過1.8億華氏度的溫度，壓力超過地球大氣層的1000億倍，這些極端條件會產生一種稱為電漿體的物質狀態，氫原子在其中融合。同樣的過程為太陽和其他恆星提供動力。

核聚變之所以難以實現是因為在非常難以控制的高溫高壓下，讓兩個原子核接受攝氏1億度或以上的極度高溫，使其聚合成一個新的更大的原子，釋放出巨大能量。難題一直是如何讓釋出的能量大於輸入的能量，並且持續這樣做，而不僅僅是短暫瞬間。

格蘭霍姆在華盛頓的新聞會上說，核融合的突破「將載入史冊」。白宮科學顧問普然漢卡（Arati Prabhakar）稱核融合是「堅持不懈真正可以實現的巨大例子」和「令人難以置信的工程奇蹟」。

核聚變：能源的未來還是投資者的狂熱？

幾十年來，科學家們一直致力於通過核聚變在地球上複製太陽近乎無限的能量。現在，投資者正在向實現商業規模的初創公司投入數十億美元。

現有的核電站擔負著全世界約10%的電力，通過核裂變發電（能量通過分裂鈾等重原子產生）產生的放射性廢物可持續數千年。而聚變不會產生這種廢物，也不產生二氧化碳和其他溫室氣體。為聚變反應提供燃料的氫原子基本是無限供應。

儘管從聚變中生產為家庭和企業提供動力的能源還需要幾十年的時間。但研究人員表示，這仍然是重要的一步。

「這幾乎就像開槍發令了，」麻省理工學院電漿體科學與聚變中心主任、聚變研究領域的領軍人物懷特教授說，「我們應努力使聚變能源系統可用於應對氣候變化和能源安全。」

羅切斯特大學教授、激光聚變專家貝蒂(Riccardo Betti)將這一突破比作人類第一次瞭解到將石油提煉成汽油並點燃它會產生爆炸，她表示，在產生可持續電力之前，還有很長的路要走。「你仍然沒有引擎，沒有輪胎，」貝蒂說，「你不能說你有車。」

支持者說，核融合有可能在十年或更長的時間實現商業化，而一旦商業化，可能會帶來更多的益處，包括生產能源，同時不會像當今的核裂變反應爐那樣造成輻射性的核廢料。

然而，經營核融合式發電廠仍然面臨艱難障礙，懷特說，如何控制住這種熱能是極大的挑戰，因為燃料必須比太陽中心更熱。

推進聚變研究需要巨大的資源和努力。一種方法是將氫轉化為等離子體，一種帶電的氣體，然後由巨大的磁鐵控制。這種方法正在法國由35個國家（稱為國際熱核實驗反應爐）以及麻省理工學院和一傢俬營公司的研究人員聯合進行探索。去年，團隊宣布，他們在工作所需的重要磁鐵方面取得了重大進展。