4次点火，核聚变实验创新纪录

据《自然》报道，截至目前美国国家点火装置(NIF)已成功点火4次。最新一次实验再次刷新纪录——输入能量首次达到2.2 MJ，输出能量达3.4 MJ，位列历次点火实验第二。在这一基础上，美国政府正在建设3个研究中心，以进一步助推聚变领域研究。负责监督NIF的美国能源部随后宣布由劳伦斯•利弗莫尔国家实验室(LLNL)、美国罗切斯特大学和科罗拉多州立大学领导新研究中心。

2022年，美国LLNL的NIF产生的聚变反应释放能量首次超过了消耗能量，这种现象被称为点火。2023年，NIF通过一次次重复点火创造了世界纪录，证明这一壮举并非偶然。

更高的聚变产率激发了人们将聚变作为无限清洁能源的热情。美国前国务卿John Forbes Kerry近日在阿联酋迪拜举行的《联合国气候变化框架公约》第二十八次缔约方大会上呼吁，建立新的国际伙伴关系，以推进聚变能源研发。

NIF的工作原理是向一个氢同位素氘和氚的冷冻颗粒发射192束激光，这个冷冻颗粒被安置在一个悬挂在金色圆柱体内的钻石胶囊中。由此产生的内爆导致同位素融合，继而产生氦和大量能量。2022年12月5日，这些聚变反应第一次使产生的能量比输送的能量多出约54%。

2023年7月30日，该设施又创下新纪录，当时其光束向目标输送了同样多的能量——2.05 MJ，但这一次，内爆产生了3.88 MJ的聚变能量，比输入能量增加了89%。该实验室的科学家在10月的两次进一步尝试中又实现了点火。

然而，要实现向电网提供聚变能还有很长的路要走。尽管NIF目前拥有世界上最大的激光器，但它并不适合完成这项任务。该设施的激光系统效率极低，一次点火尝试中99%以上的能量在到达目标之前就已经损失殆尽。

近日，美国能源部宣布将在4年时间内投入4 200万美元建立3个新研究中心，以开发更高效的激光系统。