2022 年 12 月，美國國家點火設施的科學家宣布了一個歷史性的里程碑：他們的激光動力聚變反應首次“收支平衡”，產生的能量多于消耗的能量。
但是，像這樣大的進步需要嚴格檢查——這可能需要一些時間。
重要的是，一系列詳細介紹實驗設計、技術進步和最初突破性反應結果的論文剛剛通過了同行評審，這意味著沒有參與這項工作的研究人員已經審查了方法和發現，以檢查總和。
“這一成就是五十多年研究的結晶，證明了基于基本物理原理的實驗室核聚變是可能的，”間接驅動ICF（慣性約束聚變）合作的團隊成員在五篇論文的第一篇中寫道。
如果利用和擴大規模，核聚變有望成為豐富、取之不盡用之不竭的清潔能源，而不會產生化石燃料的溫室氣體排放或核裂變的放射性廢物。聚變是兩個或多個原子合并形成一個更大的原子，在此過程中釋放能量。
這些基于實驗室的反應與商業規模的應用相去甚遠，它們模仿了在微小范圍內為我們的太陽和恒星提供動力的聚變反應。如果沒有太陽的質量來提供一些引力咕嚕聲，地球上原子融合的方法依賴于熱量。
在這種特殊的聚變技術中，熱量是通過強大的光爆發傳遞的。這些實驗包括用192個高功率激光轟擊一個含有區區220微克氘和氚燃料的膠囊，將壓力提高到6000億個大氣壓，將溫度提高到1.51億°C（2.72億°F）。
這些條件遠遠超過太陽內部的條件，導致燃料內爆，氘和氚原子融合成氦并釋放能量。
在 2022 年 12 月的突破性實驗中，激光向燃料發射了 2.05 兆焦耳 （MJ） 的能量，釋放了 3.15 兆焦耳的能量——因此反應產生的能量大約是輸送到燃料中的能量的 1.5 倍。
新論文詳細介紹了使“收支平衡”成為可能的進展，包括修補燃料混合物，消除膠囊壁的缺陷，增加豌豆大小的膠囊的質量，提高激光能量以及增加使用的燃料量。
通過所謂的點火閾值預示著核聚變研究的新時代，此后一直沒有放緩：研究人員在去年的幾次實驗中發射了更多能量的激光器并產生了更多的能量。
研究人員還報告了 2023 年年中最近的一項實驗的結果，該實驗從相同的 2.05 MJ 能量輸入中產生了 3.88 MJ 的能量——大約是注入能量的 1.9 倍，這是迄今為止最高的產量。
然而，請記住，在這些實驗中，大量的能量被用于為激光器供電：500萬億瓦，或者是美國國家能源網在任何時刻產生的功率的一千倍。因此，在這些聚變反應真正產生比引發它們更多的能量之前，還有很長的路要走。
“我們有可能實現核聚變，”伯明翰大學核物理學家馬丁·弗里爾（Martin Freer）告訴《新科學家》的馬修·斯帕克斯（Matthew Sparks）。“但從科學上講，我們面臨的挑戰非常嚴峻。
盡管核聚變有望提供清潔能源，但科學家們也強調，核聚變并不是我們應對氣候危機所需的直接解決方案。
曼徹斯特大學核聚變研究員Aneeqa Khan說，商業核聚變設施還需要幾十年的時間，我們需要在未來6年內（到2030年）將全球碳排放量減少近一半，以扭轉氣候。
幸運的是，我們已經擁有可再生能源技術來做到這一點。
