曾经有人说，继油、气之后人类的能源可能是氢能。
氢能时代还没来到，核能却传来惊天消息！
12月13日，美国能源部长和LLNL共同宣布了无限清洁能源的重大科学突破！
有史以来第一次，人类实现了核聚变反应的净能量增益。
01
人类首次的聚变点火
12月13日，美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆宣布，由美国政府资助的加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（LLNL），NIF的一个团队首次成功在核聚变反应中实现“净能量增益”。
那何谓净能量增益，就是核聚变输出的能量大于输入的能量。
在这次实验中向目标输入了2.05兆焦耳的能量，产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出，产生的能量比投入的能量多50%以上。
长期以来，聚变反应总是无法实现净能量增加，消耗能量总是超过反应产生的能量。
因此，LLNL实验室此次的核聚变实验是人类历史上第一次实现静能量增益。
实验过程是这样的，实验人员提前在如下图所示的圆柱形容器内放置胡椒粒大小的燃料颗粒。
然后，利用192束激光同时发射到容器内，这时容器会产生大量的X射线。
这些射线会引发容器内的燃料发生类似火箭的内爆，产生只有在太阳、巨行星和核爆炸中才能存在的核聚变。
核聚变是两个轻原子核结合成一个重的原子核，并释放大量的能量。
这样的反应每时每刻都在太阳内部发生，正是因为这一核聚变的存在太阳才能每天释放大量的能量，为地球带来源源不断的光和热。
因此，杜克大学陈怡然教授也简洁明了地说：人类朝着人造太阳迈进了一大步。
美国能源部长詹妮弗·格兰霍姆也在一份声明中称，这一突破是一项“里程碑式的成就”，将有助于解决人类最复杂和紧迫的能源问题——提供大量的清洁能源来应对气候变化。
LLNL主任Kim Budil博士则说:“在实验室中追求聚变点火是人类有史以来解决的最重大的科学挑战之一，实现这一目标是人类科学工程最重要的胜利。”
美国高官也表示，这一发现将把人类推向一个不再以化石燃料，而是由新的清洁聚变能源驱动的未来。
那核聚变与核裂变又有什么区别呢？
核裂变与核聚变都是核反应，过程中都释放大量的能量。
而不同的是，核裂变是通过将一个大的原子分裂成更小的粒子，并在裂变过程中放出原子核结合的能量。
核裂变释放的能量的过程中还携带着一定的核辐射，其中热量被用来将水加热成蒸汽，进而使涡轮机转动并驱动发电机发电。
我们也看到了，核裂变的过程中会有核辐射产生，但是核聚变反应却不会产生长期的放射性废物。
除了辐射这一点差别之外，核聚变还有一个优势就是产生的能量通常是核裂变的数倍。
02
“人造太阳”还要多久才能实现
核聚变这么优秀，是不是真的要为人类带来无限清洁能源了呢？我们一起来看一下。
首先，从能量这一点来看。实验中核聚变产生了50%的能量增益，但整个实验实际消耗掉的能量要比3.15兆焦耳还要多，比如实验过程中要消耗更多能量来产生2.05兆焦耳的激光。
关于产生激光的能量这个问题，一些细心的网友也注意到了。
因此，实际上这个实验能量整体是有损失的，只不过是在实验中激光进入到环控器后算起，产生了能量增益。
核聚变电站的运行方式也是利用原子反应产生热量来加热水，产生蒸汽、驱动涡轮机和发电。
但是，这次反应产生的能量只够烧热20壶水。
这样看来，让这个过程达到商业化的规模还需要更复杂的技术升级。
其次，据解该实验结果的消息人士称这次实验由于能量输出高于科学家们的预期，实验室一些设备被损坏，使得后续分析变得很复杂。
从这一点来看，能量增益虽说是人类一大进步，但是如何将巨大的能量安全的引出以及后期的设备等等也是问题。
因此，实现核聚变的点火过程需要在两次的激光发射之间进行非常精准的计算和技术维护，每一次的发射都需要耗费10万美元以上的成本和数百个小时的设计计算。
据美国能源部副部长说：聚变点火是经过60多年的研究、开发和实验工程才实现的。
而如果想将这一成果商业化，核聚变技术仍有“重大障碍”需要克服，可能还需要几十年的努力和投资。
因此，理想的情况是，核聚变为人类提供无限清洁能源目标的到来可能还需要几十年。
