美国能源部13日宣布，美国劳伦斯▪利弗莫尔国家实验室（LLNL）的国家点火装置取得了重大突破——首次实现了所谓的“能量净增益”，即核聚变反应产生的能量超过输入的能量。
媒体上各种溢美之词铺天盖地而来，宣称美国在核聚变领域的这个突破，“帮助人类在实现零碳排放能源的进程中迈出关键一步”，甚至还有鼓吹它能帮助解决当前的全球能源短缺问题……
美国的确在核聚变领域取得了一个重大科技突破，但作为中国人，在充满激情地跟着称赞之前，有些事情需要了解一下。
在本周这个大新闻出台前，恐怕大部分人都对“美国国家点火装置”感到陌生。简单而言，它是世界上最大的激光装置，造价高达35亿美元，有3个足球场那么大，可以动用近200台激光器产生的高能激光集中轰击一个微小的核聚变材料靶标，以启动核聚变反应。国家点火装置于1997年开工建造，即便经历了2008年的经济危机，美国政府也咬牙把这个“吞金大户”坚持下来，并在2009年完工。
但美国政府如此重视国家点火装置的根本原因是什么？
美国国家点火装置由美国能源部下属管理核武器的国家核安全局负责运行，它的主要任务是实现能产生高能量的聚变反应，并为美国核武器储备的维护提供指导。
换句话说，国家点火装置的“本职工作”并非是为全人类发展清洁的核聚变能源，而是为美国核武库服务的——它的最初设计目标就是为通过模拟爆炸来测试核武器。
中国核物理学家、工程院院士杜祥琬对此说得非常清楚：“美国此次开展的激光能可控核聚变，根本目的是研究核武器相关的物理问题。”
事实上，在美国宣布这次“重大突破”后，不少业内专家也注意到它对于美国发展新型核武器的重大意义——这可以帮助美国绕过因《全面禁止核试验条约》而停止的地下核试验，转而以较小的规模进行核反应实验，并从中收集数据。LLNL的武器物理和设计项目主任马克•赫尔曼表示，该实验本身就创造了非常极端的环境，更加接近于核武器爆炸。虽然核反应在十亿分之一秒内就结束了，但这段时间足以为研究核武器的科学家提供重要数据。
另一方面，国家点火装置的这次突破从科技上说，的确是不小的成绩，但要说它很快就能解决人类的能源危机，那实在是吹嘘得过了头。
在12月5日的实验中，美国国家点火装置用192束高能激光，将2.05兆焦的激光聚焦到核聚变材料上，产生了3.15兆焦的能量，能量增益首次大于1，达到了“点火”标准。实现“能量净增益”被视为证明商业核聚变电站可行的关键一步，国家点火装置的这次成功就证明了这一点。
但它距离真正意义上的实用化核聚变，还有非常远的路要走。英国《金融时报》称，虽然该实验产生的能量比激光器输入的能量高，诞生光是激光器运行就需要约300兆焦的能量，就整个系统而言，这次核聚变产生的能量仍微不足道。此外，从聚变热能转化为电力的过程中还会有能量损失，“因此可以说，国家点火设施的实验结果是一项科学上的成功，但离提供可用的、充足的清洁能源还有很长一段路要走。”
据老司机了解，业内通常认为，核聚变商业化前景更好的并非是国家点火装置所代表的高功率激光作为驱动器的惯性约束核聚变，而是另一条技术路线——利用磁约束的托卡马克装置。其中位于法国南部的“国际热核聚变实验堆（ITER）”是可与美国国家点火装置相提并论的超级可控核聚变实验装置。
值得一提的是，中国是这项计划的重要参与国。此外中国还在合肥、成都建造有自己的托卡马克装置，承担的就是开展获取可控核聚变能源的实验。例如中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的EAST全超导托卡马克装置（“东方超环”）于2021年成功实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，成为世界上托卡马克装置实现的最长时间高温等离子体运行，打破世界纪录。
所以呢，在大方庆贺美国在核聚变方面取得重大突破的同时，也不必妄自菲薄——中国在可控核聚变方面同样走在世界前列。
媒体上各种溢美之词铺天盖地而来，宣称美国在核聚变领域的这个突破，“帮助人类在实现零碳排放能源的进程中迈出关键一步”，甚至还有鼓吹它能帮助解决当前的全球能源短缺问题……
美国的确在核聚变领域取得了一个重大科技突破，但作为中国人，在充满激情地跟着称赞之前，有些事情需要了解一下。
在本周这个大新闻出台前，恐怕大部分人都对“美国国家点火装置”感到陌生。简单而言，它是世界上最大的激光装置，造价高达35亿美元，有3个足球场那么大，可以动用近200台激光器产生的高能激光集中轰击一个微小的核聚变材料靶标，以启动核聚变反应。国家点火装置于1997年开工建造，即便经历了2008年的经济危机，美国政府也咬牙把这个“吞金大户”坚持下来，并在2009年完工。
但美国政府如此重视国家点火装置的根本原因是什么？
美国国家点火装置由美国能源部下属管理核武器的国家核安全局负责运行，它的主要任务是实现能产生高能量的聚变反应，并为美国核武器储备的维护提供指导。
换句话说，国家点火装置的“本职工作”并非是为全人类发展清洁的核聚变能源，而是为美国核武库服务的——它的最初设计目标就是为通过模拟爆炸来测试核武器。
中国核物理学家、工程院院士杜祥琬对此说得非常清楚：“美国此次开展的激光能可控核聚变，根本目的是研究核武器相关的物理问题。”
事实上，在美国宣布这次“重大突破”后，不少业内专家也注意到它对于美国发展新型核武器的重大意义——这可以帮助美国绕过因《全面禁止核试验条约》而停止的地下核试验，转而以较小的规模进行核反应实验，并从中收集数据。LLNL的武器物理和设计项目主任马克•赫尔曼表示，该实验本身就创造了非常极端的环境，更加接近于核武器爆炸。虽然核反应在十亿分之一秒内就结束了，但这段时间足以为研究核武器的科学家提供重要数据。
另一方面，国家点火装置的这次突破从科技上说，的确是不小的成绩，但要说它很快就能解决人类的能源危机，那实在是吹嘘得过了头。
在12月5日的实验中，美国国家点火装置用192束高能激光，将2.05兆焦的激光聚焦到核聚变材料上，产生了3.15兆焦的能量，能量增益首次大于1，达到了“点火”标准。实现“能量净增益”被视为证明商业核聚变电站可行的关键一步，国家点火装置的这次成功就证明了这一点。
但它距离真正意义上的实用化核聚变，还有非常远的路要走。英国《金融时报》称，虽然该实验产生的能量比激光器输入的能量高，诞生光是激光器运行就需要约300兆焦的能量，就整个系统而言，这次核聚变产生的能量仍微不足道。此外，从聚变热能转化为电力的过程中还会有能量损失，“因此可以说，国家点火设施的实验结果是一项科学上的成功，但离提供可用的、充足的清洁能源还有很长一段路要走。”
据老司机了解，业内通常认为，核聚变商业化前景更好的并非是国家点火装置所代表的高功率激光作为驱动器的惯性约束核聚变，而是另一条技术路线——利用磁约束的托卡马克装置。其中位于法国南部的“国际热核聚变实验堆（ITER）”是可与美国国家点火装置相提并论的超级可控核聚变实验装置。
值得一提的是，中国是这项计划的重要参与国。此外中国还在合肥、成都建造有自己的托卡马克装置，承担的就是开展获取可控核聚变能源的实验。例如中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的EAST全超导托卡马克装置（“东方超环”）于2021年成功实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，成为世界上托卡马克装置实现的最长时间高温等离子体运行，打破世界纪录。
所以呢，在大方庆贺美国在核聚变方面取得重大突破的同时，也不必妄自菲薄——中国在可控核聚变方面同样走在世界前列。