美取得一项关键进展 首次实现能量总增益
核聚变能源迈向新时代
就在迎来5周岁生日之际，美国国家点火装置(NIF)——位于加利福尼亚州的激光核聚变装置，终于得到了一些让核聚变科学家欢欣鼓舞的结果。在去年年底进行的一系列实验中，NIF研究人员获得的能量输出是之前记录的10倍，并且演示了自动加热现象。自动加热是一种自持燃烧反应，所产出的能量多于消耗的能量，如果核聚变要达到其最终目标——“点火”，这至关重要。
“这是非常有意义的研究成果，是迈向更高收益的良好起点。”英国伦敦帝国理工学院惯性聚变研究中心的StevenRose说。这标志着核聚变能源将步入新时代。
位于劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的NIF致力于通过熔合氢的两种同位素(氘和氚)的原子核，再造太阳和氢弹的能量源。科学家通过利用全世界最高能的激光将氘和氚的原子核加热到极高的温度和压力，以便它们有足够的能量战胜自然的相互排斥力，最终碰撞在一起。
2009年，相关设备装配完成后，NIF研究人员开始了一个为期3年的“竞赛”，以实现尽快点火。但是，当第一个3年结束时，他们距离设定的目标还很远。于是，美国国会资助该实验室启动了另一个3年计划，进行更多的调查性研究，并确定问题之所在。
近日，刊登在《自然》和《物理评论快报》上的新研究成果是证明该方法有效的首个标志。“这是一个无可挑剔的结果。”美国罗切斯特大学激光能量实验室主任RobertMcCrory说。但他还表示，NIF离点火仍然很远。“那些期待突破性进展的人们可能很快将会失望。”McCrory说。
“点火”条件苛刻
为了达到核聚变所必需的极端条件，国际热核聚变实验堆(ITER)等一些设备使用高能磁场束缚燃料，并利用粒子束进行加热。NIF则采用一个不同的方法：利用激光脉冲爆炸微小燃料样本，从而产生小型核聚变激增。如果一切正常，爆炸将产生比激光脉冲更高的能量，实现净能量增益。NIF激光器约有一个露天足球场大小，能够产生192支紫外线光束，在持续1纳秒的一个脉冲中能够传递1.9兆焦能量，大约相当于一辆2吨卡车每小时行驶160公里的动能。
