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美國利弗莫爾國家實驗室傳出消息，成功重復去年12月份的突破性核聚變實驗成果——即實現核聚變放能超過輸入激光能量。這驗證了激光慣性約束聚變點火實驗的可重復性，意味著對點火物理有了深刻的認識。

但是，我們要清醒的看到，距離建成真正的慣性約束聚變核電站還有很長的路要走。一方面，聚變釋放的能量還需要大幅提升。為了產生約2兆焦耳的激光能量，“國家點火裝置”耗費了三百多兆焦耳的電能，比聚變放能高100多倍。這意味著未來激光聚變的能量增益需要達到數百，才有可能進行商業(yè)發(fā)電，而目前的能量增益還不到2。另一方面，實驗的重頻率也需要大幅提高，也就是需要顯著縮短兩次實驗的時間間隔。3-4兆焦耳的能量基本只能將約10升水從室溫加熱到沸騰，而以目前的激光技術，相鄰兩次實驗之間往往需要間隔幾個小時，這樣導致平均的聚變輸出功率非常小。而大幅提高高功率激光的輸出頻率目前還存在很大的技術挑戰(zhàn)。

下面我主要討論三個問題：1.科普核聚變的實現路徑；2.核聚變技術能否申請專利？會不會造成壟斷；3.中國激光核聚變方面的進展。

1. 美國利弗摩爾“國家點火裝置”（NIF）采用的是“間接驅動”點火方式。間接驅動方式在聚變燃料球殼（冷凍的氘氚固體）外部額外增加了一個由高原子序數材料制作的圓柱形空腔，一般稱為“黑腔”。激光不直接輻照在燃料球殼上，而是輻照在黑腔的內壁上。激光輻照黑腔內壁會產生大量的X射線，這些X射線輻照并燒蝕燃料球殼，使球殼發(fā)生內爆壓縮。燃料球殼在壓縮過程中通過做功將球殼內部的氘氚氣體加熱到很高的溫度。氘氚氣體溫度會率先達到熱核聚變條件，發(fā)生聚變反應，這部分高溫氘氚氣體通常稱為“熱斑”。利用熱斑釋放的能量繼續(xù)加熱高密度的固體氘氚球殼，最終實現全體燃料的聚變燃燒。這種聚變點火方法稱為“中心點火”。由于只需點燃熱斑這一小部分燃料，因此可以極大的降低入射激光的能量，使得激光聚變可以有凈能量輸出，具備商業(yè)發(fā)電的可能性。

間接驅動原理示意圖

中心點火方式原理示意圖

2.關于核聚變技術能否申請專利？會不會造成壟斷？我說一下個人看法，有兩點，可能有錯誤的地方，請大家批評指正。第一點，核聚變（不管是“磁約束”還是“慣性約束”）是非常龐大的系統(tǒng)工程，涉及到數不清的技術，這些技術只要不涉及國防，都是可以申請專利的。如果將來可以實現商用聚變能，那么可以肯定的說，一定會出現先發(fā)國家技術壟斷的情況。第二點，慣性約束聚變的研究，目前還沒有出現技術壟斷的情況，主要有兩點原因：（1）慣性約束聚變的研究尚處于物理原理的研究階段，大部分的研究成果屬于基本的物理規(guī)律，這部分成果是不能申請專利的；（2）慣性約束聚變的研究很大一部分涉及到核武器物理，其成果可以用于核武器設計，具有非常高的密級，是不會公開的，當然也不會申請專利。但是，如果將來慣性約束聚變可以進行商業(yè)發(fā)電，那么出于商業(yè)考慮，一定會申請專利，形成技術壟斷。

3.關于中國激光核聚變方面的進展，中國基本可以排進前三名。目前美國、中國和法國是世界上研究激光核聚變的主力，像“間接驅動”方式由于和核武器的相關性非常大，只有“五常”國家才能開展研究。我國研究激光核聚變的主力是中國工程物理研究院，簡稱“中物院”，是我國的核武器研制單位，以前被稱為“九院”。中物院八所（激光聚變研究中心）負責激光核聚變的實驗研究，目前正在建設的“神光IV”激光裝置的性能可以超過美國的NIF裝置。中物院九所（北京應用物理與計算數學研究所）負責理論和數值模擬研究。除了中物院，上海光機所也在開展激光核聚變研究。歷史上，上海光機所負責研制高功率激光裝置，中物院負責物理實驗。后來由于涉及國防內容太多，激光裝置建設和物理實驗就全由中物院一肩挑了。

我國在激光核聚變方案上也有創(chuàng)新，包括賀賢土院士的“直接-間接”混合驅動點火方案、張杰院士的“雙錐快點火”方案。另外，還有彭先覺院士的“聚變-裂變”混合堆方案（這里聚變部分不是用激光驅動，而是強電流產生的X射線，即Z-Pinch方案）。