美國的「人造太陽」正在地平線升起

美國國家點火裝置的前置放大器。

勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室報告稱，世界最大激光器、被稱為「人造太陽」的美國國家點火裝置（NIF）正距離其目標越來越近，顯示了一個可持續核聚變反應裝置正在由夢想逐步成為現實。不過在設施達到高度穩定前，目前仍有一個顯著障礙有待克服。相關論文發表在《等離子體物理學》雜誌上。

備受全球關注的NIF於2009年5月在加州落成，融合了美國多家實驗室的心血，迄今仍無人能挑戰其世界上最大的激光聚變機器的身份。NIF有能力產生類似恆星內核的熱與力，設計初衷本是用來模擬核爆，與羅切斯特大學激光器一樣都屬美國「無爆炸核試驗」不可或缺之部分。但該裝置也有較高的可用增益，讓人們廣泛注意到它更具魅力的一點——實現核能發電。人類能於實驗室中獲得「取之不盡用之不竭」核聚變能源，這在以前是想都不敢想的事。

此次據NIF研究小組的報告，在「點火」中，工程師們已直接將NIF的激光對準了燃料球，燃料球中含有氘和氚原子，激光器隨後以接近太陽中心的溫度對原子進行加熱。NIF慣性約束聚變副主任約翰·愛德華茲表示，他們需要在一個非常可控的方式下利用激光束快速加熱（點火要求在十億分之一秒內），使目標物的最外層發生爆炸，目標物的剩餘部分在強烈內爆的驅使下，內部燃料瞬間壓縮，形成衝擊波，進一步加熱中心區域的燃料，導致可持續性燃燒，產生巨大能量。實驗「幾乎已經成功」，但艙室卻在極端的溫度和壓力下屢次過早破裂。

約翰·愛德華茲稱，為實現「點火」，他們已面對了相當多的挑戰——足夠的X射線強度、精確的能量傳遞等，但現在仍有一個關鍵障礙橫亘於此。研究人員或將再做出一個在引燃點下能保持穩定的艙室。

而據稍早時間勞倫斯·利弗莫爾實驗室發布的消息稱，NIF的重量級激光向核聚變能源邁出了「第一步」，192束激光束成功融合成一個單一脈衝，並爆發出難以置信的能量——1.8兆焦耳的能量和500萬億瓦的峰值功率，已比美國在任何特定時刻內消耗的總電量還要高1000多倍。

NIF項目並非一帆風順。2012年末，其曾被披露迫於種種壓力扭轉研究方向，焦點由「能源」正轉回到「核武器」上。據當時《自然》在線版報道，主要原因是部分政府人士「發現」激光核聚變與產生電能尚有距離，同時還奪走了其他領域本來就不寬裕的資金。不過多數科學家非常難以接受這個偉大的清潔能源之夢就此夭折，他們對NIF的研究進展進行辯護，也對政府這一決議大加抨擊。

總編輯圈點

物理學家們夢想使用高功率激光器瞬間加熱並壓縮氫使之點火，已有三十餘年，但嘗試結果只能說慘淡二字。搞得人們嘲笑說：核聚變是能源的未來，而且永遠都是在「未來」。可誰說拯救當今能源困局，或是改變世界能源格局，它是個容易事呢？類似「人造太陽」的實驗項目，國際上不只NIF一家，但NIF樹大招風，每走一步要麼接受鮮花要麼被砸雞蛋。如今它的成就，從能源的角度來看可能只是「一小步」，但對一個激光器裝置來說，其實是邁出了無比巨大的一步。

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