人類首次激光核聚變點火成功，有什么意義？中國人造太陽怎樣了？:當前關注

美國能源部在當地時間13日10時公布了一項突破性的科學成就：人類首次實現了激光核聚變的點火成功。針對核聚變的點火成功其實也就是輸入能量小于輸出能量，這個過程就是點火。幾十年了，核聚變技術終于迎來了里程碑式的發(fā)展，距離商用還有很長的路要走，但至少算是一步巨大的成功。

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到底什么是可控核聚變技術？

人類上一次能源利用方式的改變其實還要追溯至人類祖先掌握火的使用，這種能量利用方式必須要依賴化石能源，過程很簡單直接點火燃燒產生能量，很多人喜歡把現在人類能源的利用方式比喻成燒熱水。

而可控核聚變技術被認為是人類下一階段獲取能量的最理想形式，目前人類借助于核來發(fā)電的核電廠，都是采取的核裂變技術。而目前人類利用核聚變技術只有氫彈等大殺傷力超級武器，整個過程根本是不可控制的。

目前宇宙中真正利用可控核聚變技術來獲取能量的只有恒星，例如我們太陽內部有一塊區(qū)域因為擁有巨大的壓力和極高的溫度，就導致了氫核聚變的發(fā)生，主要過程便是氕的聚變到氘和氚，之后氘和氚的核聚變可以生成更重的氦。

在核聚變的過程中會有質量的損失，這些損失的質量按照愛因斯坦質能方程轉化為能量，以光和熱的形式向外傳播。太陽內部的核聚變過程是可控的，并不會像氫彈爆炸瞬間完成。

而人類想要在地面上進行可控核聚變技術，就是讓氘和氚發(fā)生核聚變反應，最后生成氦，而這個過程有兩個難點，那便是溫度和壓力的要求。要想讓核聚變真正的發(fā)生，最后氘氚等離子體的溫度至少超過1億攝氏度，而壓力超過1000億倍大氣壓強。

我們知道太陽內核處的溫度是1500萬攝氏度，壓力3000億倍大氣壓，但是我們無法達到那么大的壓力條件，只能通過不斷提高反應溫度，來進行彌補，因此說科學家要進行的可控核聚變技術，溫度必須要超過1億攝氏度。

美國首次激光核聚變點火成功有什么意義？

這也是人類首次激光核聚變點火成功，在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室里美當地時間12月5日上午1時03分，進行了激光核聚變的點火，成功實現了能量正收益。科學家利用192束強大的激光束照射到米粒大小的氘氚等離子體目標，輸入能量達到了2.05兆焦，而核聚變輸出的能量達到了3.15兆焦，最終的能量增益達到了153%。

就像是美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆聲明中說的那樣，此次激光核聚變點火成功是一項里程碑式的突破，人類首次達到此成就。

其實道理很簡單，就是通過可控核聚變輸出的能量大于輸入能量，也就是比值大于1，這在此前從來沒有實現過，最多的時候就是2021年8月點火也就到達0.7左右。當然，目前這個比值還遠遠不夠，要想徹底進行商業(yè)化模式，它必須要遠大于1。

因為這個激光的獲取還需要巨額的能量，如果算在一切那么最終比值根本達不到1。

但無論怎么說這都是一次進步和成功，如果人類未來真正的實現了可控核聚變技術，我們就不再需要依賴于化石能源，鋼鐵俠那樣的小型核反應堆誰不想來一套？

中國人造太陽怎么樣了？

我們習慣于把地面上的可控核聚變設備稱之為“人造太陽”，因為就是想要模擬太陽的核聚變過程。目前可控核聚變技術的實驗開展，主要分為兩條路，一條便是美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的國家點火裝置，這種方式就是通過具有高額能量的激光，來照射微型的氘氚等離子體，實現核聚變的發(fā)生，這個過程也是可控的，也就是光約束。

第二條便是類似于中國的“東方超環(huán)”，采取的主要是磁場約束的形式，畢竟發(fā)生核聚變的等離子體根高溫高壓環(huán)境，人類根本沒有合適的容器來盛裝。東方超環(huán)(EAST)是我國完全自主設計的磁約束核聚變實驗裝置，野豬世界上首個非圓截面全超導托卡馬克位于安徽合肥。

因此說中國的“人造太陽”和美國的“人造太陽”走的技術路線就不同，因此也沒什么比較的。

例如中國的人造太陽目前一直要突破的是高溫之下的等離子體的運行時間，并沒有實現能量收益。而美國的激光核聚變點火，也并沒有說可持續(xù)的時間，只能算是兩條路上跑的馬車。

未來人類如果真的實現了可控核聚變，那將徹底改變能量利用形式，進行深空探測也不再需要考慮燃料的問題，或許走出太陽系就成為可能。

當然值得注意的是此次美國實現激光核聚變點火成功，除了在能量利用上有所作用，其實還可以用在軍事核武器上，值得關注。

文/科學黑洞，圖片來源網絡侵刪。

關鍵詞： 等離子體 人造太陽 脊椎動物亞門