据报道，美国科研人员已经成功通过核聚变反应实现“净能量增益”，美国能源部料将于当地时间13日“官宣”这一成果。如果这项技术成功落地，将有助于人类摆脱对传统燃料的依赖，并转向近乎无限的清洁能源。但目前看来，“人造太阳”落地仍面临艰巨挑战。

首次取得突破

随着科学技术的不断发展，人们已经知道太阳和恒星保持运转所需的能量来自核聚变。因此，人类能否“复制”核聚变——使较轻的原子核发生聚合反应，并生成较重的原子核，从而释放出巨大能量，持续引起科学家们的关注。

数十年来，随着相关研究的推进，人们已经知道核聚变反应可以在一系列条件下实现，包括极高的温度和压力。但是，如何通过核聚变反应实现“净能量增益”，即产生的能量多于消耗的能量，一直是摆在科研人员面前的一道难题。

但据报道，在过去两周里，美国科研人员已在位于加利福尼亚州的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室创造奇迹。

英国《金融时报》称，该实验室采用了一种名为“惯性约束聚变”的方法，即用大量激光轰击一颗微小的氢等离子体颗粒。在这次反应中，产生了大约2.5兆焦耳的能量，比激光设备消耗的能量（约2.1兆焦耳）要多。

相关报道尚未得到官方证实，但美国能源部11日表示，将于当地时间13日宣布一项“重大科学突破”。

劳伦斯·利弗莫尔国家实验室方面表示，该实验室的“国家点火设施”最近进行了一次成功的实验，但关于产出的分析仍在进行中，期待于13日分享更多信息。

知情人士称，这场实验中释放出的能量超出预期，甚至导致一些评估设备被损坏，从而令分析复杂化。

不过，美国媒体已经“剧透”，并称之为一项“突破”。还有评论称，在人类迈向清洁能源的过程中，这是关键一步。

等离子体物理学家阿瑟·特瑞尔（Arthur Turrell）说：“如果得到证实，我们将见证一个历史性的时刻。自20世纪50年代以来，科学家们一直在努力证明核聚变可以释放比投入更多的能量，而劳伦斯·利弗莫尔的研究人员似乎终于实现了这个长远目标。”

追逐“人造太阳”

值得注意的是，相比化石燃料和传统核能，核聚变更具高效、清洁、环保、安全、原材料储量极其丰富等优点，有望为人类提供近乎无限的清洁能源，对于解决全球能源危机、应对气候变化、促进可持续发展至关重要。

《金融时报》解释称，核聚变反应不排放碳，不会产生长期存在的放射性废物。从理论上说，一小杯氢燃料可以为一间房子提供数百年的电力。

也正因为此，如何通过核聚变释放巨大能量，并投入工业使用一直是科研人员关注的话题。

据悉，美国为此投入了大量资源，包括耗资35亿美元建设的“国家点火设施”。去年，在该设施进行的一次核聚变反应产生了1.37兆焦耳的能量，接近实现“净能量增益”。

值得一提的是，美国取得最新突破之际，各国正努力应对能源价格高企以及气候变化带来的挑战。不久前，美国总统拜登领导的政府推出《通胀削减法案》，旨在通过补贴等方式促进新能源开发。

与此同时，中国、欧洲等方面也正在相关领域取得重大突破，但采取的方法不同。例如，我国自主设计、自主建造的核聚变实验装置——全超导托卡马克核聚变实验装置（中文名为东方超环，简称EAST）多次创造出等离子体运行的世界纪录，代表着我国磁约束聚变研究在高温等离子体运行物理和工程方面的研究水平，为开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。

今年2月，隶属于英国原子能管理局的卡勒姆聚变能源中心宣布，位于英国牛津郡的欧洲联合核聚变实验装置（JET）在核聚变实验中产生总共59兆焦耳的能量，大幅刷新其此前创造的纪录。尽管如此，这场核聚变只持续了5秒。

此外，相关国际合作研究也在进行中，包括由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施的国际热核聚变实验堆计划（简称ITER计划）。

但无论是用磁约束还是激光技术，各国科研人员的最终目标都是一样的——通过使原子聚合释放巨大能量。

距离落地仍有距离

尽管“人造太阳”正在加速成为现实，但距离落地仍有一段较长的路要走。有分析指出，目前利用核聚变能源的一大挑战在于使其维持足够长的时间，并且稳定、可控。

据美国有线电视新闻网报道，帝国理工学院惯性聚变研究中心联合主任杰里米·奇滕登（Jeremy Chittenden）认为，美国的最新突破“相当于烧开10壶水”的水平，为了使这项技术能够发挥发电站的作用，还需要多得多的能源。

不少科学家预计，核聚变发电站还需要几十年才能建成，但这项技术的潜力不容忽视，相关研究仍需继续推进。