去年8月8日人类第一次在实验室内为核聚变成功”点火“ 但今年所有重复实验都失败了

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的一组科学家宣称，去年，他们在实验室中首次实现了可持续的聚变反应，但是，他们现在不知道要如何重建实验。

当两个原子结合产生一个更重的原子时，就会发生核聚变，并在此过程中释放出巨大的能量。

这是一个在自然界中司空见惯的过程——不信的话，抬头看看太阳——但很难在实验室中实现，因为它需要一个高能环境来维持反应进行。

恒星通过核聚变发光发热——将氢原子捏在在一起产生氦。

超新星——爆炸的恒星——也利用核聚变来制造宇宙级的烟花表演。这些反应是像铁这样的重元素之所以存在的原因。

然而，在地球上的人工环境中，热量和能量往往会通过 X射线辐射和热传导等冷却机制逃逸出去。

为了使核聚变成为可行的能源，科学家们首先必须实现“点火”，在这种情况下，自热机制可以压倒所有的能量损失，使聚变反应持续下去。一旦点火成功，聚变反应就会自行供电。

1955 年，物理学家约翰·劳森(John Lawson)创建了一套标准，现在称之为“劳森式点火标准”，以帮助识别何时发生了点火。

核反应点火通常发生在极其极端的环境中，如超新星或核武器爆炸。

位于加利福尼亚州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火设施的研究人员花了十多年的时间来完善技术，现在已经证实，2021年8月8日进行的里程碑意义的实验，确实首次成功点燃了核聚变反应。

在最近的分析报告里，2021年的实验通过了 9种不同版本的劳森标准 的验收。

“这是我们第一次在实验室超过劳森的标准。”国家点火设施的核物理学家 Annie Kritcher告诉媒体。

该团队将装有氚和氘燃料的胶囊放置在镀金的贫铀室内，向其发射192束高能激光脉冲，以产生强烈的 X 射线浴。

向内定向的冲击波产生的极端环境产生了可自我维持的聚变反应。

氢原子发生聚变，在100万亿分之一秒内释放1.3兆焦耳的能量，即10万亿瓦的功率。

在过去的一年里，研究人员试图在四个类似的实验中重现点火，但只产生了初始实验中50%的功率。

Kritcher解释说，点火对几乎无法察觉的微小变化高度敏感，例如每个胶囊结构的差异和激光强度的差异。

伦敦帝国理工学院的等离子体物理学家 Jeremy Chittenden 说：“它有初值敏感性，最开始的极小的差异，会放大反映在最终能量产量上。所谓失之毫厘，谬之千里。去年8月8日的实验是最好的情况。”

该团队现在想要确定实现点火究竟需要什么条件，以及如何使设备更具弹性。如果没有这些知识，就无法扩大规模以制造为城市供电的聚变反应堆。

“核聚变点火时，没有人希望必须每次都要完美复制原始条件。”Chittenden 说。

这篇文章发表在《物理评论快报》上。

https://www.sciencealert.com/scientists-achieved-self-sustaining-nuclear-fusion-but-now-they-cant-replicate-it