60多年来科学家们一直在追求最艰巨的物理挑战之一：利用核聚变、恒星的能量来源，在地球上生产丰富的清洁能源。美国能源部官员表示，科学家在核聚变中实现了里程碑式的进展——聚变反应堆产生的能量首次超过用于触发反应的能量。

研究人员将取得了这一结果称为“净能量增益”。净能量增益一直是一个难以实现的目标，因为聚变发生在非常难以控制的高温和高压下。美国的重大科学突破将给人类带来什么希望？

物理学上有两种类型的核能：裂变和聚变。几十年来裂变过程已稳定运用于商业并获得收益，最常见的就是产生了约占世界10%电力的核电站项目。

裂变的能量是通过分裂像铀这样又大又重的原子产生的，它也会产生放射性废物。聚变将如氢等较轻的元素融合在一起以产生较重的元素。该过程释放的能量是燃烧煤、石油或天然气的数百万倍，在相同质量的燃料下大约是核裂变反应的四倍且环境成本非常小。

随着地球稳步变暖，寻找替代形式的清洁能源也被各国加紧提上政策日程。近一个世纪以来，人们对核聚变的基础物理学有了很好的了解。

无论从哪个角度而言，核聚变是各国在追求清洁能源方面的最优选择。

自1950年代开始核聚变研究以来，科学家们一直无法实现所谓的净能量增益。但最大的问题是：将元素融合在一起需要极端的温度和压力。如最近的核聚变实验已达到1亿摄氏度，比太阳温度高7倍。除维持和控制这种反应外，产生足够的热量和压力需要大量的能量。

太阳大约有75%是氢，由于其核心处包罗万象的热量和压力，这些氢原子被挤压在一起融合形成氦原子。这就是聚变反应堆的理论基础。聚变研究的目的是复制在太阳上产生能量的核反应。这也是人们追求的可持续低碳能源的重要来源。

如果核聚变可以大规模部署，它将提供一种没有燃烧化石燃料造成污染和温室气体，也不会产生放射性废物的清洁能源。在地球上的实验反应堆和激光实验室中，核聚变不负其作为非常清洁能源的声誉。

一直致力于核聚变研究的加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家们首次在使用激光的聚变实验中短暂地实现了净能量增益。研究人员仅使用2.1 MJ的激光能就成功释放了2.5 MJ的净能量。

虽然仅限于试验阶段的突破，但该实验明确地证明了激光聚变的物理原理。这代表着人们在追求近乎无限、廉价、清洁的清洁能源方面向前迈出了重要一步。这一成就也意味着必须大幅增加对目标照明系统、燃料舱制造、反应室系统和适合这条聚变线条件的材料的相关研究。

值得注意的一点，LLNL原则上每天大约可以产生一次这样的结果，但如果要将聚变转化为能源，聚变电站每秒需要产生10次同样的结果。研究人员还需要进一步提高能量增益，并找到一种方法来更频繁、更便宜地重现相同的效果，然后才能切实运用在发电厂。

因此当核聚变经常被视为应对气候危机和减少对化石燃料依赖的一种方式或作为解决世界能源问题的良方时，建设和利用聚变能源为家庭和企业提供动力，尤其是实现从技术转化为电力生产还有很长的路要走，而且本质上依赖于技术改进和对替代能源的投资。

但不影响大量公共和私人资金投入到全球聚变竞赛中。他们的目的是最终制造聚变机械将电力输送到电网，没有煤炭、放射性废物，而且资源的消耗量远远低于太阳能和风力。除了气候效益之外，它还可以为世界贫困地区带去廉价电力。

在核聚变研究中，中国的“人造太阳”项目HL-2M在今年10月也取得了等离子体电流突破100万安培常规运行的进展，这和LLNL实验室的最新突破有一定差距，但在清洁能源研究方面，中国也是前沿科学研究的贡献者。

过去几十年里，美国、俄罗斯和多个欧洲国家已拨出数十亿美元的官方资金试图掌握造福人类的核聚变成果，中国在此方面也不甘落后。但核聚变领域前方面临的巨大工程和科学挑战也是阻挡人们前进脚步的实际困难。对此你是如何看待的？