大约八个月前，美国政府资助的一个实验室的科学家们复制了驱动恒星的核聚变过程，产生的能量超过了他们输入的能量。现在，同一设施——位于加州北部劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（NIF）——的物理学家和工程师们似乎已是第二次成功地进行了能量增益的聚变实验。
NIF的最新成就是实现人们对聚变能为世界提供清洁、丰富能源的梦想更近了一步——这是漫漫长路上的第二步。在您所在的城市建成聚变发电厂之前，还有很长的路要走。但科学家们对此表示乐观。
“这表明[NIF]的科学家及其合作者足够了解去年12月发生的事情，他们已经能够再次实现它，”英国约克大学（York University）的聚变科学家约翰·帕斯利（John Pasley）说，他并未参与此次实验。
NIF拒绝置评，并指出该设施的科学家尚未正式公布他们的研究结果。在此之前，我们对7月30日进行的实验细节知之甚少。
实现聚变有多种方法，NIF采用其中一种，称为惯性约束聚变（ICF）。在NIF的装置中，高功率激光束被分成192束较小的光束，照射到一个被科学家称为“霍尔劳姆”（hohlraum）的空腔。在霍尔劳姆的内壁，这束X射线轰击着空腔内的填充物：一个由氘和氚组成的颗粒，以比太阳更强的温度和压力将其压缩，从而引发聚变。
所有这些工作的目标是突破临界点，产生比激光输入的能量更多的能量：这是聚变科学家称之为“增益”的成就。在去年12月的实验中，2.05兆焦耳的激光产生了3.15兆焦耳的聚变能。在NIF公布其数据之前，我们无法确定，但据匿名消息人士告诉《金融时报》，第二次成功产生的增益甚至更高。
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此外，去年12月的实验实现了“自加热”：一种聚变反应能够自行维持的状态，就像不需要添柴就能燃烧的火焰一样。许多科学家认为自加热是ICF发电的先决条件。外部科学家推测，NIF的新实验也实现了自加热。
“科学过程中显而易见的一部分是能够获得相同的结果，”麻省理工学院（MIT）的聚变科学家丹尼斯·怀特（Dennis Whyte）说，他也没有参与NIF的研究。“当然，这令人极其振奋。”
这并非易事。ICF实验以其精妙而著称。激光角度、霍尔劳姆和颗粒的形状以及其他数十个因素的极其微小的变化都可能导致输出结果发生巨大变化。去年12月，NIF仅仅在聚变增益方面取得了微小的突破，而那些微小的变化就是能否跨过临界点以及能否不跨过的区别。
“我们也会重复实验，不仅是为了看它是否会重复，也是为了了解其敏感性，”怀特说。“看到这种变异性以及每次实验之间的差异，真是令人兴奋。”
自20世纪50年代以来，聚变科学家们一直在努力实现NIF团队过去一年里两次完成的壮举。但长期目标是将这些实验性探索转化为全球人民可负担的清洁、廉价、丰富的能源。将这一里程碑转化为发电厂是另一项完全不同的追求，而且才刚刚开始。如果说在实验室实现能量增益就像学会生火，那么利用它发电就像建造蒸汽机。
“我希望看到他们逐渐将部分注意力从点火和增益的演示转移到对更接近聚变反应堆可能使用的靶材设计的调查上，”帕斯利说。
要建造一个可行的发电厂，NIF需要展示更大的增益。去年12月的实验产生的能量大约是NIF科学家输入能量的1.5倍。即使7月的实验产生的能量是两到三倍，NIF也远未达到聚变科学家认为可行发电厂所需的增益：大约100倍。
如此规模的增益也将使聚变能够作为大规模电网的有效补充。NIF成就的重要性不容低估，但该设施实际上并未产生比从外部世界获取更多的能量。为了驱动产生那3.15兆焦耳能量的激光，该装置需要从加州的电网获取300兆焦耳的能量。
NIF并非完成这项任务的最佳场所，部分原因是它被建造是为了维护美国核武器储备，并且无法将全部精力投入到聚变研究中。但目前，NIF可能会继续尝试，运行越来越多的激光发射。科学家们可以比较结果与模拟，以了解表面之下的情况。
“我们假设接下来会发生的是，我们将进行几十次[运行]，我们将真正学到很多东西，”怀特说。
