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据美国华盛顿邮报12月11日消息，美国能源部（Department of Energy）计划将于今日（美东12月13日）宣布，科学家们首次实现了核聚变反应，这种反应可以产生净能量收益。这是数十年来耗资数十亿美元研发一项技术的重大里程碑，这项技术可以提供无限的、廉价的、清洁的能源。
图中所示，空心胶囊内的目标颗粒，激光束从两端的开口进入。光束将目标压缩并加热到发生核聚变的必要条件。
核聚变研究的目的是复制在太阳上产生能量的核反应。自20世纪50年代以来，这是科学家们一直在追求的无碳能源的“圣杯”。它距离投入商业使用至少还需要十年，甚至也可能需要几十年。
大量的公共和私人资金被投入到世界范围内的核聚变竞赛中，目的是最终制造出核聚变机器，这种机器可以在没有碳足迹、没有放射性废物的情况下将电力输送到电网，所需的资源也远远少于利用太阳能和风能。除了气候方面的好处，推广者表示，它可以帮助世界上贫困地区带来廉价电力。
“对我们大多数人来说，这只是时间问题，”一位熟悉加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）国家点火设施（National Ignition Facility）工作的高级聚变科学家说。
英国《金融时报》周日率先报道了这一进展。两名熟悉这项研究的人士证实了这一点，他们要求匿名，以免先于官方宣布。能源部长詹妮弗·格兰霍姆定于周二在一个媒体活动上宣布这一消息，该活动称将宣布“一项重大科学突破”。
能源部和国家实验室均拒绝置评。实验室的一名官员说，研究人员仍在最后确定他们的分析结果，在周二之前不会公布任何官方发现。
核聚变科学依赖于以极高的速度将两个原子撞击在一起，并将反应产生的能量转化为电能，为家庭和办公室供电，而不会向空气中排放碳或向环境中倾倒放射性废物。
在过去的几十年里，科学家们一直在试验核聚变反应，不过直到现在他们才能够创造出产生的能量比消耗更多的聚变反应。虽然这一成就意义重大，但未来仍存在巨大的工程和科学挑战。
创造净能量增益需要世界上最大的激光器之一的参与，并且需要大量的资源来重新建立所需的反应规模，使核聚变实际用于能源生产。更重要的是，工程师们还没有开发出能够以经济实惠的方式将这种反应转化为电力，并实际部署到电网中。
科学家们说，制造足够大的设备来大规模产生核聚变能量，将需要极其难以生产的材料。与此同时，反应产生的中子会给产生它的设备带来巨大的压力。
还有一个问题是，这项技术能否及时完善，以减缓气候变化。
即便如此，核聚变技术的研究人员和投资者仍然称赞这一突破是一个重要的进步。
大型私营核聚变能源公司TAE的政策和全球事务负责人戴维·埃德尔曼（David Edelman）说：“美国将会为此感到非常自豪。这是迈向核聚变能源的道路上一个非常重要的里程碑。”
与此同时，拜登政府正将核聚变能源研究列为其气候和能源议程的优先事项。拜登在今年夏天签署了名为《减少通货膨胀法》（Inflation Reduction Act）的重大气候一揽子计划，这些项目是获得数百亿美元补贴和拨款的优先项目之一。
在过去的几十年里，美国、俄罗斯和许多欧洲国家已经投入了数十亿美元的政府资金，试图掌握这门科学，他们相信，如果他们能够能够实现这个目标，将会造福世界。
参考资料：
https://www.ft.com/content/4b6f0fab-66ef-4e33-adec-cfc345589dc7
https://www.washingtonpost.com/climate-solutions/2022/12/12/nuclear-fusion-breakthrough-benefits/
https://www.nature.com/articles/d41586-022-02022-1
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