聚變反應(yīng)首次實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的130萬焦耳的能量輸出--并且首次超過了用于觸發(fā)反應(yīng)的燃料所吸收的能量。

雖然還有一些路要走，但這一結(jié)果代表了重大改進：比之前幾個月進行的實驗高出8倍，比2018年的實驗高出25倍。這是巨大的成就。

勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的國家點火設(shè)施的物理學(xué)家將提交一篇論文供同行評審。

"這項成果是慣性約束核聚變研究的歷史性一步，為探索和推進我們關(guān)鍵的國家安全任務(wù)提升到一個根本性的新階段。它也證明了這個團隊和這個領(lǐng)域的許多研究人員幾十年來堅定不移地追求這一目標的創(chuàng)新能力、智慧、責任感和勇氣，"勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室主任Kim Budil說。

"對我來說，它展示了國家實驗室最重要的作用之一--我們堅持不懈地致力于解決最大和最重要的科學(xué)大挑戰(zhàn)，并在其他團隊遭遇的瓶頸處找到前路。"

慣性約束核聚變涉及創(chuàng)造類似于一顆小星星的東西。它從一個燃料艙開始，由氘和氚組成--較重的氫同位素。這個燃料艙被放置在一個空心的金室中，其大小與鉛筆橡皮擦差不多，被稱為 "環(huán)空器"(一種用于輻射的黑體空腔靶)。

然后，192道高功率激光脈沖轟擊環(huán)空器，在那里脈沖被轉(zhuǎn)換成X射線。這些X射線使燃料艙內(nèi)爆，將其加熱并壓縮到與恒星中心相當?shù)臈l件--溫度超過1億攝氏度，壓力超過1000億地球大氣壓--將燃料艙變成微等離子體。

而且，正如氫氣在主序星的中心融合成更重的元素一樣，燃料艙中的氘和氚也是如此。整個過程在幾十億分之一秒內(nèi)發(fā)生。目標是實現(xiàn)點火--一個由核聚變過程產(chǎn)生的能量超過輸入能量的點。

8月8日進行的實驗離這個目標差了一點；來自激光器的輸入是190萬焦耳。但那仍然是非常令人興奮的成績，因為根據(jù)研究小組的測量，聚變過程中產(chǎn)生的能量是燃料艙吸收能量的五倍以上。

這一次，改進激光精度，借助新的工具，以及提高膠囊內(nèi)爆速度的設(shè)計，這將更多的能量轉(zhuǎn)移到發(fā)生聚變的等離子體熱點。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室主任Thomas Mason說："這次熱核實驗是近50年來的科學(xué)和技術(shù)工作的華彩篇章。實驗?zāi)軌虮纫酝魏螘r候都更嚴格地檢查高能量密度體系中的理論和模擬，并使應(yīng)用科學(xué)和工程中的基本目標成為可能。"

該團隊計劃進行后續(xù)實驗，看看他們是否能夠復(fù)制他們的結(jié)果，并更詳細地研究這一過程。這一結(jié)果也為實驗研究開辟了新的途徑。

物理學(xué)家們還希望研究出如何進一步提高能源效率。當激光在環(huán)空器內(nèi)部轉(zhuǎn)化為X射線時，大量的能量損失；很大一部分激光反而被用來加熱外壁。解決這個問題將使我們離聚變能源又近了一大步。

不過，在此期間，研究人員感到非常興奮。

麻省理工學(xué)院等離子體科學(xué)和聚變中心的物理學(xué)家Johan Frenje說："在實驗室中實現(xiàn)點火仍然是這個時代的科學(xué)大挑戰(zhàn)之一，這項成果是向?qū)崿F(xiàn)這一目標邁出的重要一步。它還使我們能夠探索一個在實驗中極難進入的根本性的新階段，進一步了解聚變點火和燃燒的過程，這對于驗證和加強我們的模擬工具以支持儲備管理至關(guān)重要。

"此外，這一結(jié)果是歷史性的，因為它代表了幾十年的辛勤工作、創(chuàng)新和獨創(chuàng)性、大規(guī)模的團隊工作和對最終目標的不懈關(guān)注。"

該團隊在美國物理學(xué)會等離子體物理學(xué)分會第63屆年會上展示了他們的成果。

https://www.sciencealert.com/for-the-first-time-a-fusion-reaction-has-generated-more-energy-than-absorbed-by-the-fuel