隨着“重大突破”的宣布，核聚變利用了恆星的力量，產生了無限的清潔能源，沒有危險廢物。
美國能源部正計劃宣布勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的一項“重大科學突破”，該實驗室是世界範圍內研究人員試圖開發利用核聚變能源的可能性的幾個地點之一。
由於核聚變被一些人認為是未來的能源，特別是因為它不產生溫室氣體，幾乎沒有廢物，並且沒有發生核事故的風險，預計將於周二宣布的消息引起了科學界的熱議。
它也有可能在某一天加速地球從化石燃料的轉變，化石燃料是氣候變化的主要原因，但長期以來一直在與艱巨的挑戰作鬥爭。
以下是核聚變是什麼以及將其轉化為科學家認為可以成為的廉價、無碳能源的一些困難。
什麼是核聚變？
抬頭看，它就發生在你的頭頂——核聚變反應為太陽和其他恆星提供能量。
當兩個輕核合併形成一個較重的核時，就會發生這種反應。因為單個原子核的總質量小於兩個原始原子核的質量，所以剩餘的質量是在此過程中釋放的能量。
就太陽而言，它的高溫——數百萬攝氏度——以及它的引力施加的壓力使本來會相互排斥的原子融合。
“我們必須找到方法將這種極熱的物質與任何可以冷卻它的物質隔離開來。這就是遏制問題，”法國原子能委員會的項目負責人 Erik Lefebvre 說。
早在 1930 年代，科學家們早就了解核聚變的工作原理，並試圖在地球上複製這一過程。目前的努力集中在融合一對氫同位素——氘和氚。這種特殊的組合釋放出“比大多數聚變反應多得多的能量”並且需要更少的熱量。
這會有多大價值？
加州大學伯克利分校能源與社會學教授丹尼爾卡門表示，如果核聚變技術能夠在商業上可行，它提供了“基本上無限”燃料的可能性。所需元素可在海水中獲得。
這也是一個不會產生核裂變放射性廢料的過程——核裂變是目前在核電站中使用的技術。
“控制恆星的能量來源是人類有史以來面臨的最大技術挑戰，”《造星者》一書的作者、物理學家亞瑟·特瑞爾 (Arthur Turrell) 在推特上寫道。
它離現實有多近？
Lefebvre 警告說，在“商業上可行的工業規模示範”之前，“道路仍然很長”。
他說，這樣的項目還需要 20 或 30 年才能完成。
科學界希望這項技術能夠改變全球能源生產的遊戲規則。
Lefebvre 表示：“這是一種完全無碳的能源，產生的廢物很少，而且本質上非常安全，”他補充道，聚變可能是“未來解決世界能源問題的方法”。
科學家們是如何嘗試做到這一點的？
科學家們試圖重建核聚變的一種方法涉及所謂的托卡馬克——一種環形真空室，它使用強大的磁鐵將燃料轉化為過熱等離子體——溫度在 1.5 億至 3 億攝氏度之間——核聚變可能發生。
利弗莫爾實驗室使用了一種不同的技術，研究人員用 192 束激光射向一個裝滿氘氚燃料的小膠囊。該實驗室報告稱，2021 年 8 月的一次測試產生了 1.35 兆焦耳的聚變能——約佔目標能量的 70%。
該實驗室表示，隨後的幾項實驗顯示結果不斷下降，但研究人員表示，他們找到了提高燃料艙質量和激光器對稱性的方法。
“將聚變從理論轉移到商業現實的最關鍵特徵是輸出的能量多於輸入的能量，”Kammen 說。
為實現這一目標，研究人員必須首先提高激光器的效率並更頻繁地重現實驗。