劳伦斯-利弗莫尔国家实验室确认完成历史性的核聚变点火实验

劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LawrenceLivermoreNationalLaboratory）发表了一篇内容广泛的论文，证实了其2022年核聚变实验的有效性。在该实验中，多束激光聚焦在一个由氘和氚组成的球体上，首次在实验室中实现了核聚变点火。

产生核聚变相对容易，所需要的只是将氢同位素离子置于适当的热量和压力条件下，使其融合成氦的条件。事实上，它是如此容易，以至于在1964年的世界博览会上，它成为通用电气公司每天展出10个小时的核心展品。

最棘手的是实现核聚变，同时输出的能量大于输入的能量，这就是所谓的聚变点火。在2022年12月5日之前，地球上只有引爆氢弹能够实现这一目标。

当天，在劳伦斯-利弗莫尔设施，192束激光聚焦在一个氘/氚低温靶上，发出2.05兆焦耳（MJ）的紫外线，目标熔化并产生了3.15兆焦耳的能量输出。换句话说，这就是聚变点火。

从那时起，由来自44个国际机构的1370多名研究人员组成的团队数十年来一直致力于验证和记录该项目的实验结果。新发表的这篇经同行评审的论文揭示了如何实现1.5倍的目标增益，并追溯了该实验的进展，追溯到1972年由LLNL主任约翰-纳科尔斯（JohnNuckolls）及其同事提出的一项建议，以及在实现点火过程中面临的挑战。

据实验室称，激光实验的主要目的是模拟核武器内部的聚变反应，以便在不进行核试验的情况下确定美国核储备的可靠性。

不过，这些成果也可以应用于设计未来的核聚变发电厂，为世界提供无限的清洁能源。这并不是直接的，因为虽然实现了聚变点火，但激光器所需的能量是反应产生能量的100倍。

研究人员说："选择NIF激光器结构和目标配置的目的是为研究目的提供最高的聚变点火概率，而不是为聚变能应用产生净能量而进行优化。惯性聚变能应用需要对底层方案进行改进，因此需要进一步开发，如激光能量使用、发射率、目标稳健性、更高的燃料压缩水平和成本等。"

论文发表在《物理评论快报》上。