核聚变发电的里程碑
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要实现核聚变发电还需要更多投资，如果成功，我们将拥有一种几乎零碳排且不依赖有限原材料、风或太阳光的新能源。

■数十年来，支持通过核聚变（为太阳提供能量的反应）产生清洁能源的人不得不一直忍受嘲笑：商业核聚变发电厂距离实现似乎永远还差30年。但这个时间表有可能会大幅缩短，原因是美国一个国家实验室日前正式宣布，一个实验性核聚变反应堆的能量输出首次超过了能量输入。

美国加利福尼亚州劳伦斯•利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的“国家点火装置”(National Ignition Facility)实现的“净能量增益”不算高，为50%，远低于商业反应堆所需的水平。但这仍标志着一个科学里程碑，预计会鼓励公私部门对核聚变研发加大投入。

过去一年左右，核聚变研究在技术和资金方面不断传出令人鼓舞的消息。今年2月，欧洲联合环状反应堆(Joint European Torus)的能量输出创下世界纪录，尽管仍未实现能量增益。日益增多的核聚变企业获得的资金过去一年翻了一番，总额达到50亿美元，尽管仍远低于其他能源企业的水平。

挑战在于，如何平衡一个具有象征意义的重要时刻带来的兴奋感，与将其前景转化成发电站存在巨大技术和工程挑战的现实。听闻“国家点火装置”的好消息，有些人的最初反应有些夸大其词了，使用了诸如“巨大突破”“圣杯”的词汇，这可能造成后续的失望。

人们甚至还不能确定什么是实现核聚变反应的最佳方法。“国家点火装置”采用的是“惯性约束”核聚变：192束激光束同时聚焦在一个约胡椒粒大小的燃料胶囊上，该燃料胶囊含有两种氢同位素——氘和氚。由此产生的内爆将氘核和氚核聚合成氦，同时释放出大量能量。

尽管还有其他惯性约束核聚变项目——例如英国First Light公司向燃料芯块发射弹丸——但大多数核聚变实验室都倾向于采用另一种方法，即“磁约束”，用强大的磁场将超高温的氘氚燃料约束在环形反应堆内。遥遥领先的最大磁约束项目是国际热核聚变实验反应堆(ITER)，这是一项耗资230亿美元、正在法国建设之中的国际实验。

无论哪种方法要转化为具有成本效益的发电站，当今这些实验性反应堆几乎全都需要进行全方位改造。美国能源部(Department of Energy)设计35亿美元的“国家点火装置”，是为了模拟核爆炸用于武器测试，因此要用于民用发电需要做大量改造工作。尽管“国家点火装置”已经跨过了“净能量增益”门槛，即输出的能量高于发射的激光直接输入的能量，但输出能量仍然远低于整个实验所耗费的电力。

几十年来，核聚变研发花费的资金超过百亿美元，这个数额孤立地看是相当高的。然而，与其他形式的能源——从可再生能源到化石燃料——相比，这些钱微不足道，而且与其巨大的潜在回报——拥有一种几乎零碳排且不依赖有限的原材料、变幻莫测的风或太阳光的新能源——相比，这些钱也微不足道。

在支持核聚变研发的同时，也不应放松对核裂变技术的改进（核裂变技术已被证明可行，现有的核电站就是通过核裂变产生能量），尤其是通过引入新一代小型模块化反应堆。但成本效益分析会支持对核聚变投入更多，即使它只有50%的机会产生成果。■