據(jù)《自然》報(bào)道，截至目前美國國家點(diǎn)火裝置(NIF)已成功點(diǎn)火4次。最新一次實(shí)驗(yàn)再次刷新紀(jì)錄——輸入能量首次達(dá)到2.2 MJ，輸出能量達(dá)3.4 MJ，位列歷次點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)第二。在這一基礎(chǔ)上，美國政府正在建設(shè)3個(gè)研究中心，以進(jìn)一步助推聚變領(lǐng)域研究。負(fù)責(zé)監(jiān)督NIF的美國能源部隨后宣布由勞倫斯?利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)、美國羅切斯特大學(xué)和科羅拉多州立大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)新研究中心。

2022年，美國LLNL的NIF產(chǎn)生的聚變反應(yīng)釋放能量首次超過了消耗能量，這種現(xiàn)象被稱為點(diǎn)火。2023年，NIF通過一次次重復(fù)點(diǎn)火創(chuàng)造了世界紀(jì)錄，證明這一壯舉并非偶然。

更高的聚變產(chǎn)率激發(fā)了人們將聚變作為無限清潔能源的熱情。美國前國務(wù)卿John Forbes Kerry近日在阿聯(lián)酋迪拜舉行的《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會上呼吁，建立新的國際伙伴關(guān)系，以推進(jìn)聚變能源研發(fā)。

NIF的工作原理是向一個(gè)氫同位素氘和氚的冷凍顆粒發(fā)射192束激光，這個(gè)冷凍顆粒被安置在一個(gè)懸掛在金色圓柱體內(nèi)的鉆石膠囊中。由此產(chǎn)生的內(nèi)爆導(dǎo)致同位素融合，繼而產(chǎn)生氦和大量能量。2022年12月5日，這些聚變反應(yīng)第一次使產(chǎn)生的能量比輸送的能量多出約54%。

2023年7月30日，該設(shè)施又創(chuàng)下新紀(jì)錄，當(dāng)時(shí)其光束向目標(biāo)輸送了同樣多的能量——2.05 MJ，但這一次，內(nèi)爆產(chǎn)生了3.88 MJ的聚變能量，比輸入能量增加了89%。該實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家在10月的兩次進(jìn)一步嘗試中又實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)火。

然而，要實(shí)現(xiàn)向電網(wǎng)提供聚變能還有很長的路要走。盡管NIF目前擁有世界上最大的激光器，但它并不適合完成這項(xiàng)任務(wù)。該設(shè)施的激光系統(tǒng)效率極低，一次點(diǎn)火嘗試中99%以上的能量在到達(dá)目標(biāo)之前就已經(jīng)損失殆盡。

近日，美國能源部宣布將在4年時(shí)間內(nèi)投入4 200萬美元建立3個(gè)新研究中心，以開發(fā)更高效的激光系統(tǒng)。