这个实验是所谓惯性约束,就是用192路大功率脉冲激光,同时射向一个直径大约2毫米的靶标,将其中的氘氚混合物瞬间压缩成高温高密度的等离子体以实现聚变。所谓输出能量大于输入能量,这个输入能量不过是指最终发射到靶标的激光能量,只有2.1兆焦,而为了产生这点激光,耗费了多少能量呢?要知道这些激光是经过数次放大才产生的,整个装置是占地数个足球场的庞然大物,发射一次要耗能400兆焦,也有说500,总之是最终入射激光能量的数百倍。因此这个装置距离真正产生净能量还有十万八千里呢。说这次试验结果是突破是里程碑,我觉得言过其实,不过是数字游戏,宣传的成分超过实际意义。
真正的里程碑,我觉得有几个,第一就是试验中真正发生了核聚变,这个早就实现了。第二应该是核聚变主要是由自身产能维持,即所谓发生核燃烧。就以这次这个装置为例,它叫做点火装置,因此它的作用,就好比我们点篝火的火柴,一旦点燃了燃料,应该是由燃料燃烧本身产生的能量,继续点燃其余的燃料,直到燃料烧尽。根据今年初的Nature文章,这个装置在去年的试验中,就实现了这一目标,据估计当时发生的核聚变中,大约66%是由聚变本身驱动的。这次实际上就是继续提高这个比例,最终实际可用的核聚变装置中,这个比例应该是接近1。现在的阶段相当于我们点篝火,刚点着了一会儿就灭了,靶标中的燃料只利用了一小部分。所以要想办法提高燃料利用率,让聚变尽可能持续长一点时间。当然还要有足够的燃料,最好是在一个可以连续供气的燃烧室中,用激光点燃一小部分燃料,然后就能实现持续的核燃烧,这样累计产生的能量,就很容易超过产生点火激光的能量。但从目前的情况看不出这种可能性,一般设想都是由激光重复地打靶,这样每次产生的能量就很有限,很难超过产生激光所需的能量。因此这种方法要真正实现净能量输出,这下一个里程碑,是很难想象的。国际上做这种试验的,似乎更多是用其模拟核爆炸的高温高压环境,而不是为了最终发电。
目前国际主流的核聚变实验装置,其实是所谓托卡马克磁约束装置,从我一个外行角度看,那个方法好像倒是没有什么原理性的问题,但实际上也是困难重重,最终能否稳定运行,能否达到能量净输出,如果达到了并且发出了电,经济性如何,都是未知数。