去年九月,美国劳伦斯•利弗莫尔国家点火装置(NIF)利用X射线轰击包裹有核燃料的小球,使其发生快速向心聚爆,引发聚变生成氢的同位素。这不只是一个普通的聚变反应:它是NIF有史以来首次核聚变反应的能量输出大于触发能。
自2010年以来,该实验室的192台激光器一直在为燃料球输入能量。这一次,科学家把握住了恰当时机。以往,在持续20分之一秒的爆炸过程中激光功率继续增加。而这一次,来自利弗莫尔的物理学家奥马尔•哈利肯(Omar Hurricane)和他的团队设法在一开始就用激光功率的极大值引发聚爆,然后逐渐降低激光功率。这使得2毫米的燃料球中的燃料被快速加热至约5千万摄氏度、1500亿倍大气压的压强。 在这样的条件下,触发了燃料的聚变,产生了17000焦耳能量,是触发它使用能量的近两倍。
“这是有史以来最接近自维持能源的了。” 哈利肯说。不过,科学家还有很多工作要做。虽然燃料球产生17000焦耳的能量,整个核聚变实验远未实现能量盈余。相比于产生的能量,NIF实验需要更多的能量来驱动;仅是驱动激光器装置就需要约500万亿焦耳。
如果想要达到收支平衡,甚至更进一步—实现NIF所谓的“点火”,这将需要更极端的压力和其他条件。想要寻找一种几乎无限制使用的,清洁的能源,仍然需要数十年的时间。