核聚变实验产生了创纪录的能量

一项新的核聚变实验，被许多人设想为未来廉价、安全、低碳的能源，在能源产量方面取得了新的记录，比以前的尝试取得了意想不到的巨大进步，输出能量几乎达到了输入能量的70%。

加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)该项目的首席研究员黛比·卡拉汉说:“这对我们的领域来说是一个巨大的进步。”

在实验中，激光束集中在一个热点上，这个热点可以被认为是火柴的尖端着火了。科学家们试图实现的是热点燃烧的向外扩散，类似于火柴的火焰燃烧木棍。卡拉汉说:“我们第一次成功地获得了传播燃烧，这导致了更大的能量输出。”

当两个原子合并时，爱因斯坦著名的能量-质量方程E = mc^2告诉我们能量被释放出来。这是因为聚变原子的质量低于原始原子的质量总和:由此产生的差以能量的形式发射出来。问题是原子合并是非常困难的。当它们靠近时，它们带正电的原子核相互排斥。整个宇宙中唯一有足够压力使聚变发生的地方就是像太阳这样的恒星的中心。

至少，直到大约70年前，科学家们才发现了如何在地球上让氢原子融合。在LLNL，科学家们使用了一种叫做“惯性约束聚变”的技术。世界上很少有比这更令人敬畏的科学实验了。研究人员称之为燃料的氢原子被冻结在一个沙粒大小的球形胶囊中。太空舱是由一种类似钻石的材料制成的，这是地球上最坚硬的材料。这个胶囊周围是一个完全由黄金制成的空心圆柱体。它长约1厘米，位于一个10米宽的铝球的中心，铝球上覆盖着传感器，用于探测聚变过程中产生的能量。

到目前为止一切顺利，但是如何让原子聚变呢?嗯，你需要非常用力地把它们压在一起，通常是在极高的温度下。为了做到这一点，科学家们使用了世界上最大的激光器，称为国家点火设备。它有三个美式橄榄球场那么大，可以向钻石胶囊发射192束激光:其中96束射入圆柱体的顶部，96束射入底部。这个金色圆筒充当x射线烘箱，将激光转化为热x射线，使胶囊加热到爆炸的程度。在这个阶段，太空舱变成了一种球形火箭:它的爆炸产生了一个相等和相反的力，使里面的燃料内爆。

由于实现这一目标所需的能量非常高，科学家通常会把胶囊做得很小。卡拉汉说:“但这次我们把胶囊做得更大，虽然激光功率保持不变，但我们成功地实现了聚变，这导致了比以前测量到的更高的能量。”“我们现在需要的是更多的激光能量，我们的团队正在研究这一点，以及工程设计的其他方面，以实现更高的能量产出。”

核聚变过程中释放的能量为1.3兆焦耳，换算成300千卡，相当于一根棒棒糖的能量。这听起来可能不是很多，但它是在极短的时间内释放的(几分之一秒)，这使得能量爆发更类似于太空火箭起飞时产生的能量。

卡拉汉总结说:“在过去的十年里，我们取得了很大的进步，这个结果表明我们正朝着正确的方向前进。”