美國點對科技樹了？直接開建激光核聚變電廠，或領先世界很多年？-科學-漫步新聞-陪你看看

這賭注可能也太大了！美國一家公司已跳過演示裝置，直接開始設計建造世界上第一座激光核聚變工廠，希望在5年內破土動工，到2030年代初期建成一座1600兆瓦，可以爲一個小城市供電的核聚變電站。由於美國目前是獨一家在走這條路，美國將會領先世界很多年，成爲未來全球能源的霸主嗎？

這家公司名叫LongView聚變能源，位於美國加州。剛開始我以爲又是在畫PPT，不過在看到公司創始人的資料後，我感覺人家真的是認真的，核聚變能源的時代可能真的就要來了。

LongView使用的技術，不是現在被認爲最有希望的託卡馬克，而是慣性約束激光點火——世界上第一個實現輸出能量大於輸入能量的可控核聚變點火方式。

從2022年底開始的一年多，美國國家點火裝置（NIF）已4次點燃氫聚變，實現膠囊處Q值大於1的可控核聚變突破，最大一次Q值1.89，輸入2.06兆焦能量，產生了3.88兆焦的核聚變能。

國家點火裝置是目前世界上最強大的激光裝置，1999年由物理學家、美國國家工程院院士愛德華·摩西（Edward Moses）主導設計、建設、調試和運營，2009年竣工，2022年12月5日第一次實現了Q值大於1的核聚變點火，轟動了整個世界，被認爲是人類歷史上的一次里程碑。

這個愛德華·摩西，就是LongView聚變能源公司的創始人兼CEO，在工程、物理學、聚變技術和激光科學領域擁有四十多年的經驗。另一位創始人兼首席營運官瓦萊麗·羅伯茨（Valerie Roberts ），曾經也是勞倫斯利弗莫爾國家實驗室副首席副主任兼NIF項目負責人。

所以我說他們是認真的，相當於國家點火裝置設計建設的兩個最主要人物，帶領他們的團隊成立了一個新公司，利用建設NIF獲得的豐富經驗，重新設計建造更先進的激光點火裝置來實現可控核聚變發電。

LongView在3月11日宣佈，已經與美國工程和建築公司福陸公司（EPIC Fluor）簽署合同，設計建造全球第一座商業激光核聚變發電廠。而福陸公司，是《財富》雜誌500強排名中最大的上市工程建築公司，總排名第259位。

根據羅伯茨的說法，他們將在國家點火裝置突破性成就和現代高效激光技術的基礎上，再接再厲，利用人工智能和增材製造（3D打印），以及現今已經可用的材料和技術進行優化設計，打造比國家點火裝置更高效、更強大的激光器，從而將商業核聚變的實現縮短几十年，解決這個時代我們面臨的最大挑戰——氣候變暖。

那麼這個激光器究竟有多強大呢？我看到的資料上說，激光器每分鐘將實現數百次點火，相當於汽車上的火花塞，只是它每一次點火，點燃的都是一顆微型氫彈，可以提供100萬馬力的功率。

這和美國羅徹斯特大學激光能量學實驗室團隊2月份公佈的一項研究不謀而合，研究人員利用該校的OMEGA激光系統進行了實驗，通過直接驅動的方式，即直接用激光照射核膠囊，在入射能量只有國家點火裝置1%的情況下，同樣可以讓膠囊內爆併產生高溫等離子體，足以引發核燃料的聚變反應，他們稱這種方式爲“火花塞”點火。

只是OMEGA能量太小，無法壓縮足夠的燃料來實現核聚變點火，他們預計如果在國家點火裝置尺寸的激光器上進行直接驅動點火，將能夠讓聚變反應變得自我維持。

國家點火裝置使用的是間接驅動，即激光束先照射鍍金環空器內壁，內壁被加熱後轉化爲X射線輻射，X射線輻射均勻作用在裏面的核燃料靶丸上，瞬間加熱並壓縮靶丸引發內爆。間接驅動的優點是可以實現更高的內爆對稱性和效率，但也對激光束的均勻性有着更高的要求，並且會降低激光效率。

LongView公司的核聚變廠設計建造，目前還沒有更多的技術細節，這可能是還處於開發初期，或者是技術保密。不過我理解就是，他們將建造一個類似發動機的巨大設備，用比國家點火裝置還強大的激光器作爲火花塞，然後每分鐘喂幾百個微型“氫彈”進去，用400束激光轟擊，引發自持的核聚變反應，然後用產生的巨大熱量燒水發電，功率可以達到1600兆瓦。

這個電站究竟是個什麼規模呢？1600兆瓦大約相當於兩座大型火力發電廠，或者是一座中型核電站，或者是一座大型風電場或太陽能光伏電站。