【华e生活综合报道】美国能源部今日（13日）宣布，美国科研人员在研究核聚变能源方面取得重大突破。这是数十年来耗资数十亿美元开发核能技术的重要里程碑，有朝一日有望为地球提供无限、廉价、清洁的能源。
据路透社援引消息人士称，位于加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科研人员在一次使用激光的核聚变实验中，首次实现了净能量增益。
核聚变的工作原理是这样的：让两个原子核接受1亿摄氏度或以上的极端高温，使其聚合成一个新的更大的原子，释放出巨大能量。但是，这个过程会消耗巨大的能量，所以难题一直是如何让释出的能量大于输入的能量，并且可以持续这样做，而不仅仅是短暂瞬间。
支持者认为，核聚变有可能在十年或更长的时间里实现商业化，而一旦商业化，它将带来很多的益处，包括生产无污染的电力能源，不会像当今的核裂变产生造成辐射性的核废料，这有助于应对气候变化。
另据《华盛顿邮报》报道，要想实现核能商业化仍面临巨大的挑战。首先，创造净能量增益需要世界上最大的激光器之一的参与，并且需要大量的资源来重新建立所需的反应规模，使聚变实际用于能源生产。更重要的是，工程师们还没有开发出可实际操作的机器将反应中的能量转化为电力，并部署到电网中。
科学家们还说，建造足够大能产生聚变能的设备，将需要极其难以生产的材料。与此同时，反应产生的中子会给产生它的设备带来巨大的压力，设备极有可能在这个过程中被摧毁。
即便如此，很多人仍称赞这一突破是一个重要的进步。据核聚变行业协会(FIA)说，私营产业界去年得到了28亿多美元用于核聚变的资金，近年来总额达到约50亿美元。
发生了什么？
12月5日，加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火设施的一组科学家取得了这一突破，该设施有一个体育场大小，配备了192个激光器。
能源部长詹妮弗·格兰霍姆（Jennifer Granholm）周二称这一突破是一个“里程碑”。
格兰霍姆说:“这让我们第一次复制了只有在恒星和太阳中才能发现的某些条件。”“这一里程碑使我们向零碳、丰富的核聚变能源为我们的社会提供动力的可能性迈出了重要一步。”
格兰霍姆说，利弗莫尔和其他国家实验室的科学家所做的工作将帮助美国迅速走向清洁能源，并在不进行核试验的情况下保持核威慑。
格兰霍姆说:“这就是美国领导的局面，而我们才刚刚开始。”“如果我们能推进核聚变能源，我们就可以用它来生产清洁电力、交通燃料、电力、重工业等等。”
白宫科学技术政策办公室主任阿拉蒂·普拉巴卡尔(Arati Prabhakar)谈到了她在职业生涯早期作为一名年轻科学家，如何在劳伦斯·利弗莫尔(Lawrence Livermore)花了三个月时间研究其核聚变项目。
普拉巴卡尔回顾了取得今天核聚变成就的几代科学家。“不只是一代人，而是几代人都在追求这个目标。”她说，“自从我们发现太阳和其他所有恒星发生聚变以来，已经有一个世纪了。在这个世纪，我们取得了许多不同的进步，最终达到了我们可以在实验室中复制这种聚变。”
估计需几十年才能投入商用
专家警告说，我们距离让核聚变发电并入电网还有很长的路要走。 剑桥大学工程系的聚变专家托尼·罗尔斯通（Tony Roulstone）告诉CNN，美国的项目虽然具有开创性，但只产生足够的能量来煮沸约 2.5 加仑的水。
这可能看起来不多，但这个实验仍然非常重要，因为科学家证明他们可以创造比开始时更多的能量。 专家说，虽然在商业上可行之前还有很多步骤，但这是跨越核聚变的主要障碍。
周二，劳伦斯利弗莫尔国家实验室主任布迪尔（Kim Budil）称她实验室的突破是最终实现核聚变发电的“基本组成部分”。 她估计还需要“几十年”的工作才能准备好用于商业用途。
布迪尔告诉记者：“我认为它正在走向前台，并且可能通过共同努力和投资，对基础技术进行几十年的研究可以使我们能够建造一座发电厂。” “通过真正的投资和真正的关注，这个时间可以更近一些。”
之前的实验
过去的聚变实验，包括英国的聚变实验，产生了更多的能量，但并没有获得这么大的能量收益。例如，今年早些时候，英国科学家产生了创纪录的59兆焦耳能量，大约是美国项目的20倍。但英国的项目只显示了不到1兆焦耳的能量增益。
美国和英国的项目“都没有将核聚变中子转化为电能的硬件和步骤”，麻省理工学院核科学与工程系主任安妮·怀特在接受CNN采访时表示。
布迪尔说，欧洲的磁体核聚变项目和美国的激光核聚变系统可以相互合作，共同推动核聚变的发展。
格兰霍姆补充说，联邦政府也欢迎私人投资核聚变。
布迪尔强调，在未来的几十年里，我们还需要采取更多的步骤，直到核聚变发电能够点亮我们的灯，加热我们的水。
罗尔斯通指出，雄心勃勃的核能项目必须从某个地方开始:1942年，芝加哥的科学家们第一次运行裂变核反应堆时只运行了5分钟;15年后，美国第一座核电站在宾夕法尼亚州投入使用。
