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北京時(shí)間 12 月 14 日上午消息，據(jù)報(bào)道，當(dāng)?shù)貢r(shí)間周二風(fēng)伯美國(guó)能源部DOE）宣布，研究人員在核聚變方面取得歷史性的破，首次從一個(gè)實(shí)驗(yàn)性核變反應(yīng)堆中實(shí)現(xiàn)了“凈能增益”，這讓許多人對(duì)未生成更多的清潔能源充滿希望。這一突破是由美國(guó)州勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)室（LLNL）“國(guó)家點(diǎn)火裝置”（NIF）研究人員在 12 月 5 日取得的。對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，核聚可能是一個(gè)新概念，但自 20 世紀(jì) 40 年代以來(lái)，科學(xué)家們就一直在研它。但是，研究人員卻面著一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：如何產(chǎn)出更多的能量（高于所耗的能量），這幾乎是一不可逾越的挑戰(zhàn)，直至今。這一次，研究人員向目輸入了 2.05 兆焦耳的能量，最終產(chǎn)生了 3.15 兆焦耳的聚變能量輸出，即產(chǎn)生的能量離騷輸入能量高出 50% 多。這也是研究人員首次在實(shí)驗(yàn)取得有意義的能量增長(zhǎng)。么是核聚變呢？核聚變就兩種較輕的元素結(jié)合在一，形成較重的元素的過(guò)程這與太陽(yáng)提供能量的方式同，即氫原子的質(zhì)子在核以令人難以置信的高溫猛碰撞，融合在一起產(chǎn)生氦子。在地球上，核聚變是過(guò)融合元素氘（重氫）和（超重氫）來(lái)實(shí)現(xiàn)的。氘含量非常豐富，可以在水找到，尤其是海洋中。而的含量較低，主要存在于們的大氣中，是宇宙輻射結(jié)果。此外，氚也可以在爆炸中產(chǎn)生，是核反應(yīng)堆副產(chǎn)品。太陽(yáng)的巨大引力它能夠聚變氫原子，但要地球上創(chuàng)造聚變，科學(xué)家要施加大約 1 億攝氏度的溫度和極高壓力，即比陽(yáng)核心溫度高 10 倍。雖然有不同的方法來(lái)嘗試生核聚變，但勞倫斯利弗爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）“國(guó)家點(diǎn)火裝置”（NIF）的研究人員使用了 192 束激光，聚焦在一個(gè)圓柱體的內(nèi)壁上，該圓柱體有一個(gè)非常小的“膠囊”置，里面裝著聚變?nèi)剂希?和氚。當(dāng)激光射向目標(biāo)時(shí)它們會(huì)產(chǎn)生 X 射線，然后擠壓燃料，在極短的時(shí)內(nèi)蒸發(fā)“膠囊”裝置，所生的沖擊波會(huì)粉碎氫原子使它們?nèi)诤喜⑨尫拍芰俊?然此次產(chǎn)生的能量很小，約 3 兆焦耳（足夠給一個(gè)燈泡供電），但它標(biāo)志核聚變能源的歷史性首次因?yàn)榧す庵话l(fā)射了略高于 2 兆焦耳的能量，即產(chǎn)生的能量，較輸入的能量高 50% 多。它與現(xiàn)有核能有什么不同？談及核能許多人可能會(huì)想到我們今擁有的核反應(yīng)堆。但不同是，這些反應(yīng)堆使用的是核裂變”。裂變與聚變正相反，聚變迫使原子聚集一起，而核反應(yīng)堆（裂變通過(guò)分離重原子來(lái)產(chǎn)生能。核聚變還能產(chǎn)生清潔能。與核反應(yīng)堆不同，這一程不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)品，如核廠中發(fā)現(xiàn)的乏燃料棒（spent rod）。另外，與裂變不同，核聚變不會(huì)生核熔毀現(xiàn)象，也不能用制造核武器。國(guó)際原子能構(gòu)（IAEA）還解釋說(shuō)，雖然氫彈確實(shí)使用聚變反，但需要第二顆裂變炸彈引爆它。為什么說(shuō)核聚變重要？當(dāng)前，地球正面臨幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)燃燒化石燃造成的氣候危機(jī)。其結(jié)果，洪水、干旱、海平面上等現(xiàn)象將會(huì)加劇。我們已看到這種情況正在發(fā)生，球變得越暖，這些災(zāi)難就變得越嚴(yán)重。如今，地球經(jīng)變暖了大約 1.2 攝氏度。根據(jù) 2015 年《巴黎氣候協(xié)議》設(shè)定的標(biāo)，我們要在本世紀(jì)末將控制在 1.5 攝氏度以內(nèi)，這樣才能使與氣候相的災(zāi)難減少。因此，科學(xué)和工程師一直在努力開發(fā)有成本效益的清潔能源。就是核聚變的用武之地。不會(huì)產(chǎn)生有害的二氧化碳甲烷，而且效率很高。根國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）的說(shuō)法，聚變每公斤燃產(chǎn)生的能量是裂變的四倍是燃燒石油或煤炭的近 400 萬(wàn)倍。美國(guó)能源部長(zhǎng)詹妮弗?格蘭霍姆（Jennifer Granholm）周二在一份聲明中表示：“這是一項(xiàng)里女英碑式成就，讓我們更接近于擁豐富的零碳聚變能源，從幫助人們解決人類最復(fù)雜最緊迫的一些問題，包括供清潔能源來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變?！焙螘r(shí)才能用聚變作為源呢？雖然這是歷史性的一次，但這并不意味著我已經(jīng)準(zhǔn)備好大規(guī)模生產(chǎn)能。勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)室（LLNL）負(fù)責(zé)人金?布迪爾（Kim Budil）稱，這一成就是人類有史以來(lái)解決的最重堤山的科挑戰(zhàn)之一。但是，到目前止，無(wú)論是在科學(xué)上，還技術(shù)方面，都存在著不小障礙。布迪爾說(shuō)：“這只一次實(shí)驗(yàn)成果，要實(shí)現(xiàn)商聚變能源，必須要持續(xù)產(chǎn)這樣的結(jié)果，必須要有一強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)?！薄Ｋ€補(bǔ)充說(shuō)，盡不需要一些科學(xué)家之前預(yù)的那么長(zhǎng)的時(shí)間，但至少要幾十年的時(shí)間才能開發(fā)足夠的基礎(chǔ)技術(shù)來(lái)建造一核聚變電站。除了美國(guó)，有其他一些國(guó)家在研究核變。在法國(guó)，有一個(gè)多方作的國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆ITER），這是一個(gè)重 2.3 萬(wàn)噸、高近 30 米的大型核聚變反應(yīng)堆，計(jì)劃在大約 10 年后開始運(yùn)營(yíng)。在加拿大，General Fusion 等私營(yíng)公司也在研究相關(guān)術(shù)。此外，中國(guó)、英國(guó)和國(guó)的一些民營(yíng)企業(yè)在致力聚變方面的研究?