事关可控核聚变技术，美宣布重大科学突破，“人造太阳”成了？_环球速读

人类文明的发展潜力还是要以能源利用的形式为基础，如果我们仅仅用“烧热水”的方式来获取能量，那该如何实行星辰大海之梦？目前比较前沿且很可能成功的一种能源利用方式，那便是核能，人类的核电站主要依赖的是核裂变反应，而对于核聚变我们真正使用的便是杀伤力极大的武器，例如氢弹，氢弹爆炸根本不需要控制它能量的释放过程，追求的就是瞬间完成能量释放。

但是人类要想借助于核聚变来获取能量，这个过程就必须要可控，这是首要的条件。

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根据媒体消息，美国能源部将于美东部时间12月13日10时，也就是北京时间12月13日23时召开一次新闻发布会，届时美能源部长詹妮弗·格兰霍姆以及负责核安全的副部长吉尔·赫鲁比将公开宣布“一项重大科学突破”。

在发布会之前他们不会透漏任何信息，但是根据一些知情人的介绍，这项重大科学突破就是指联邦劳伦斯利弗莫尔国家实验室此前成功实现了可控核聚变的点火，核聚变反应实现了净能量增益，也就是正能量输出，实验室内核聚变的过程实现了产出能量大于输入能量。

说到可控核聚变大家第一个能想到的就是我们的太阳，按照太阳的质量它会发光发热100亿年，而这源源不断向外释放的能量，主要就是通过太阳内核处的核聚变过程。

核聚变的发生过程看似比较简单，就是让两个氢核发生碰撞，在一定几率下会发生核聚变反应，也就是超过了化学层面，原子核内的变化，氢核的结合变成更重的氦核，在这个过程中会有质量损失。例如太阳每秒中会有6亿吨氢发生核聚变反应，最终生成5.95亿吨氦，在核聚变的过程中丢失了500万吨质量，而这些质量就会按照爱因斯坦质能方程转化为能量。

但是氢核碰撞发生核聚变反应的条件就比较苛刻了，毕竟两个带正电的氢原子核是不会主动靠近发生反应的，那就必须要有足够的外力条件。首先是极大的压力，其次便是超高的温度，太阳内部的温度可以达到1500万摄氏度，而太阳内核处由于自身的引力塌陷作用，可以获得3000亿倍大气压强的压力，这些就足够和核聚变的发生。

但人类如果想要通过这种方式实现核聚变反应，温度必须要达到1亿摄氏度，这是最低标准，这样高的温度哪有容器能盛装，因此科学家想到了一种好办法，那就是通过特殊形态的磁场把高温等离子体约束在一定体积内，这就是托卡马克装置，目前我国的“东方超环”就采取这种方式。

除此之外还有美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室利用的国家点火装置，也就是激光聚变装置，早在1994年该实验室就着手进行该计划，当时的目标是在2010年实现“能量平衡点”，也就是输入激光的能量和核聚变发生后产出的能量平衡。

过程就是通过拥有超强能量的激光，照射到直径只有几毫米的“氘氚等离子体颗粒”上，在1亿摄氏度温度、1000亿个大气压下引发核聚变的产生。此次采取的激光能量高达2.1兆焦耳，引发核聚变后产生的能量达到了2.5兆焦耳，这意味着国家点火装置取得了重大突破，能量产出超过能量输入，这是一项重大的科学突破。

当然，虽然实现了核聚变反应的净能量输出，但并不意味着“人造太阳”马上就要来临。但这关键的一步，也算是为未来可控核聚变技术从实验室走向量产打下了基础。

这就意味着人类可以通过激光触发氢同位素的核聚变反应，在整个过程中我们可以看到是完全零碳能源，不需要化石能源的参与。并且可控核聚变技术还要更加高效，不仅可以满足人们日常生活所需，还能在未来进行太空探索的时候提供极大助力，届时人们要想去到更遥远的地方，根本就不需要担心能源的问题。

而在可控核聚变中急需的便是氦三资源，这是一种清洁的核能源，地球上少得可怜，但是月球上含量丰富，这也是各个国家都将目光瞄向月球的最根本原因。

人造太阳现在还算是研究实验阶段，未来一定可以成功，而此次美国的可控核聚变技术通过光束缚高能等离子体，并且取得了净能量的输出，终究是向前迈了一步。

文/科学黑洞，图片来源网络侵删。

关键词： 等离子体 科学突破 核聚变技术