太陽這顆大火球發光發熱，靠的是核聚變反應。這種反應其實人類也實現過——氫彈，可在瞬間產(chan) 生大量熱能，但尚無法加以利用。如能使熱核反應在一定約束區域內(nei) ，根據人們(men) 的意圖有控製地產(chan) 生與(yu) 進行，即可實現受控熱核反應。

　　據相關(guan) 媒體(ti) 報道，美國研究人員在受控核聚變的實驗中，取得一項關(guan) 鍵進展，首次在核聚變實驗“點火”時，實現了能量“盈餘(yu) ”。雖然隻持續了短短的一瞬，但這項實驗令外界看到可控核聚變得以實現的希望，或還可以模擬類似恒星內(nei) 部的環境，開展相應的基礎科學研究。

　　NIF製造出“微型太陽”

　　核聚變和核裂變，這兩(liang) 個(ge) 詞估計大家並不陌生。簡單來說，核聚變就是小質量的兩(liang) 個(ge) 原子核，合成一個(ge) 比較大的原子核；核裂變就是一個(ge) 大質量的原子核，分裂成兩(liang) 個(ge) 比較小的原子核。在這兩(liang) 種變化過程中都會(hui) 釋放出巨大的能量，而核聚變釋放的能量更大。

　　目前核電廠是通過核裂變發電，那是不是也能有通過核聚變來發電的核電廠呢？據資料顯示，核聚變是任何已知的產(chan) 生能量過程中，最高效的一種，核聚變燃料可以從(cong) 自然界獲得，且幾乎沒有產(chan) 生有毒副產(chan) 品或發生核熔毀的風險。

　　人類已經實現了不受控製的核聚變，如氫彈的爆炸，這讓人們(men) 意識到了核聚變的力量。但是要想讓這種核聚變能量受到控製，並被有效利用，即實現受控核聚變(俗稱“人造太陽”)，條件卻非常苛刻——原子核要在超高溫和高壓下相互融合。

　　引發核聚變反應，首先要向核燃料中輸入能量，可以理解為(wei) “點火”。隻有讓核聚變產(chan) 生的能量，超出“點火”所消耗的能量，才能將其作為(wei) 有效的能量來源。太陽中心溫度高達1500萬(wan) 攝氏度，還有巨大的壓力，而在地球上無法獲得那麽(me) 大的壓力，要想“點火”，隻有通過大幅度提高溫度來彌補。

　　美國能源部下屬的勞倫(lun) 斯利弗莫爾國家實驗室，成功複製了這一製造能量的過程，創造了一顆“微型太陽”。該實驗室的物理學家哈瑞肯和他的研究團隊，使用全世界最強力的激光核聚變裝置——國家點火裝置(簡稱NIF)，朝一個(ge) 豆粒大小的靶標發射激光，觸發了核聚變反應，在不到一秒鍾的時間內(nei) ，釋放出了巨大的能量。

　　首次實現能量“盈餘(yu) ”

　　據研究人員報告說，他們(men) 在實驗中先將極少量的氫同位素核燃料，均勻裹在一個(ge) 直徑2毫米的球狀顆粒上，核燃料的厚度僅(jin) 相當於(yu) 一根頭發絲(si) ，然後將小球裝入一個(ge) 微型“膠囊”中。研究人員利用激光，將“膠囊”迅速加熱到比太陽還高的溫度，使其內(nei) 部發生劇烈爆炸。

　　此前的實驗中發生內(nei) 爆後，球狀顆粒通常會(hui) 變形，降低了能量持續產(chan) 生的效率。而此次實驗取得這一新進展的關(guan) 鍵，就在於(yu) 更加精準控製了核燃料在球狀顆粒表層的鋪設，使核聚變中產(chan) 生的氦原子核，可將能量再次轉移至核燃料中，引發進一步的核聚變反應，從(cong) 而產(chan) 生更多能量。

　　這一研究論文於(yu) 2014年2月13日發表在《自然》雜誌上，論文第一作者、勞倫(lun) 斯利弗莫爾國家實驗室物理學家哈瑞肯說，通過使用這種技術，他們(men) 在全世界範圍內(nei) ，首次實現了燃料釋放出的能量，超出了輸入燃料的能量，也就是首次在完成“點火”時，實現了能量“盈餘(yu) ”。這是實現控製核聚變切實可行的前提條件，說明了隻要激光與(yu) 勞倫(lun) 斯利弗莫爾國家實驗室所用的激光有類似尺度，就有可能實現核聚變“點火”。

       研究人員采用的是慣性約束核聚變法，也就是使用192支可產(chan) 生1.8兆焦耳能量的強激光，替一顆用氘(氫的一種穩定形態同位素，也被稱為(wei) 重氫)、氚(氫的另一種同位素，也稱超重氫)等做成的燃料芯塊，進行加熱和壓縮直至核聚變反應發生。最終核聚變反應產(chan) 生的能量，大約是以前記錄的10倍。

　　據了解，NIF這一設施位於(yu) 加州，是一座10層樓的建築，占地麵積約為(wei) 三個(ge) 足球場大小。該設施建築成本35億(yi) 美元，2009年投入使用。自那以來，該設施的運營成本已經達到數億(yi) 美元。

　　受控核聚變應用仍遙遠

　　雖然是首次實現了“盈餘(yu) ”，不過研究人員也指出，實驗中所取得的能量“盈餘(yu) ”十分有限，離最終實現所謂的“點火”還差很遠。要讓核聚變反應持續發生，這一“盈餘(yu) ”必須達到實驗所投入能量的百倍以上，這是核聚變發電切實可行的前提條件。

　　在此前的實驗中，激光能量大多耗散掉，沒能抵達燃料。研究的下一個(ge) 目標便是實現“總增益”。受控核聚變真正為(wei) 人類所用，仍是一個(ge) “十分遙遠的希望”。