曾經有人說，繼油、氣之後人類的能源可能是氫能。
氫能時代還沒來到，核能卻傳來驚天消息！
12月13日，美國能源部長和LLNL共同宣布了無限清潔能源的重大科學突破！
有史以來第一次，人類實現了核聚變反應的凈能量增益。
01
人類首次的聚變點火
12月13日，美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆宣布，由美國政府資助的加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL），NIF的一個團隊首次成功在核聚變反應中實現「凈能量增益」。
那何謂凈能量增益，就是核聚變輸出的能量大於輸入的能量。
在這次實驗中向目標輸入了2.05兆焦耳的能量，產生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，產生的能量比投入的能量多50%以上。
長期以來，聚變反應總是無法實現凈能量增加，消耗能量總是超過反應產生的能量。
因此，LLNL實驗室此次的核聚變實驗是人類歷史上第一次實現靜能量增益。
實驗過程是這樣的，實驗人員提前在如下圖所示的圓柱形容器內放置胡椒粒大小的燃料顆粒。
然後，利用192束激光同時發射到容器內，這時容器會產生大量的X射線。
這些射線會引發容器內的燃料發生類似火箭的內爆，產生只有在太陽、巨行星和核爆炸中才能存在的核聚變。
核聚變是兩個輕原子核結合成一個重的原子核，並釋放大量的能量。
這樣的反應每時每刻都在太陽內部發生，正是因為這一核聚變的存在太陽才能每天釋放大量的能量，為地球帶來源源不斷的光和熱。
因此，杜克大學陳怡然教授也簡潔明了地說：人類朝着人造太陽邁進了一大步。
美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆也在一份聲明中稱，這一突破是一項「里程碑式的成就」，將有助於解決人類最複雜和緊迫的能源問題——提供大量的清潔能源來應對氣候變化。
LLNL主任Kim Budil博士則說:「在實驗室中追求聚變點火是人類有史以來解決的最重大的科學挑戰之一，實現這一目標是人類科學工程最重要的勝利。」
美國高官也表示，這一發現將把人類推向一個不再以化石燃料，而是由新的清潔聚變能源驅動的未來。
那核聚變與核裂變又有什麼區別呢？
核裂變與核聚變都是核反應，過程中都釋放大量的能量。
而不同的是，核裂變是通過將一個大的原子分裂成更小的粒子，並在裂變過程中放出原子核結合的能量。
核裂變釋放的能量的過程中還攜帶着一定的核輻射，其中熱量被用來將水加熱成蒸汽，進而使渦輪機轉動並驅動發電機發電。
我們也看到了，核裂變的過程中會有核輻射產生，但是核聚變反應卻不會產生長期的放射性廢物。
除了輻射這一點差別之外，核聚變還有一個優勢就是產生的能量通常是核裂變的數倍。
02
「人造太陽」還要多久才能實現
核聚變這麼優秀，是不是真的要為人類帶來無限清潔能源了呢？我們一起來看一下。
首先，從能量這一點來看。實驗中核聚變產生了50%的能量增益，但整個實驗實際消耗掉的能量要比3.15兆焦耳還要多，比如實驗過程中要消耗更多能量來產生2.05兆焦耳的激光。
關於產生激光的能量這個問題，一些細心的網友也注意到了。
因此，實際上這個實驗能量整體是有損失的，只不過是在實驗中激光進入到環控器後算起，產生了能量增益。
核聚變電站的運行方式也是利用原子反應產生熱量來加熱水，產生蒸汽、驅動渦輪機和發電。
但是，這次反應產生的能量只夠燒熱20壺水。
這樣看來，讓這個過程達到商業化的規模還需要更複雜的技術升級。
其次，據解該實驗結果的消息人士稱這次實驗由於能量輸出高於科學家們的預期，實驗室一些設備被損壞，使得後續分析變得很複雜。
從這一點來看，能量增益雖說是人類一大進步，但是如何將巨大的能量安全的引出以及後期的設備等等也是問題。
因此，實現核聚變的點火過程需要在兩次的激光發射之間進行非常精準的計算和技術維護，每一次的發射都需要耗費10萬美元以上的成本和數百個小時的設計計算。
據美國能源部副部長說：聚變點火是經過60多年的研究、開發和實驗工程才實現的。
而如果想將這一成果商業化，核聚變技術仍有「重大障礙」需要克服，可能還需要幾十年的努力和投資。
因此，理想的情況是，核聚變為人類提供無限清潔能源目標的到來可能還需要幾十年。
