2022年12月， LLNL的科學家們用高功率激光的能量將氫聚變成氦，這一成果在國際上引起轟動。他們產出的能量略高于啟動消耗的能量。LLNL所長Kimberly Budil稱此成果是一個“真正的里程碑”，為聚變研究開啟了“具有變革意義的新十年”。美國能源部長Jennifer Granholm也稱其為“21世紀最令人矚目的科學成就之一”。

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倫敦帝國學院材料物理學教授Robin Grimes沒有參與該實驗，但他說這是“一條可能通往商業聚變道路上的關鍵一步”和 “一次工程上的勝利”。

激光聚變的工作原理是高頻地向冷卻的氫靶丸注入高能激光束。Grimes和其他科學家同時也指出此技術尚存在巨大的挑戰。劍橋大學核能專業講師Tony Roulstone說“盡管這是個積極的消息，但離實際發電的能量增益還有很長的路要走”。LLNL的激光實驗在能量輸入為2.05 MJ的情況下成功產生了3.15 MJ的能量輸出，但為了進行五個微秒的實驗，整個設備需要消耗400MJ的能量，這足以讓10個美國家庭使用一年。

科學家指出：“激光聚變潛力無限，但同時也挑戰重重。”

Roulstone補充道，要實現商業聚變，該過程必須進行規模化，比如 “能量增益達到激光輸入能量的兩倍”，這依舊是一個遙遠的目標。根據同樣沒有參與實驗的牛津大學物理學教授Justin Wark的說法，LLNL每天只能進行一次放電，而“一個聚變發電廠每秒需要十次”。

這正是Focused Energy公司承諾要實現的目標，該公司在德克薩斯州奧斯汀和德國達姆施塔特擁有實驗室和辦事處。他們計劃于2028年至2030年間在德國黑森建造一個激光聚變示范設施，并于2037年在奧斯汀建造首個向美國電網供電的示范電站，名為SuperNova，預計功率300~500 MW。

Focused Energy是在美國能源部的一次競賽中獲獎的八家公司之一，他們將一起分享4600萬美元的資助，此外Focused Energy還從德國SPRIN-D(該國負責推動突破性技術創新的政府機構)獲得了近5000萬美元的支持。

一些專家認為Focused Energy的時間表不切實際。德國亞琛弗勞恩霍夫激光技術研究所所長Constantin Haefner指出：“激光聚變確實潛力很大，但仍然避不開許多技術上的難題。建造一個聚變電站起碼要12到15年的時間，而在此之前還需要更多的時間為技術的應用做好準備。”

英國牛津，歐洲聯合環(JET)設施的一名工程師正操作機械臂以維護反應堆

與Haefner一樣，Laukien也對核聚變的前景持積極態度，但他不認為在2040年之前能夠實現激光聚變。他和Gauss公司押注于另一種提出時間更早、經過更多測試的技術路線，即所謂的磁約束聚變，并打算在德國廢棄的火電和核電廠內建造他們的磁約束反應堆。

在磁約束聚變中，強磁鐵包圍著一個大型反應腔室。氫氣在里面被加熱至形成等離子體。由于磁鐵和真空環境的束縛，這團超過1.5億攝氏度的帶電粒子云永遠不會與壁面接觸。磁約束聚變的目標是升溫升壓，直到實現聚變點火和正能量增益。ITER也將采用磁約束路線，其目標是在50MW的輸入功率下獲得500MW的輸出功率，相當于一個中等規模的煤電廠。

與激光聚變一樣，磁約束聚變最近也取得了若干突破。2021年12月，英國卡勒姆JET設施的科學家們成功產生5秒內輸出11MW功率的等離子體，創下新的世界紀錄。

無論這些初創公司何時跨過聚變賽道的終點線(如果能夠實現的話)，它們都很有可能比ITER這個全球最大、歷時最久的項目要快得多。ITER的第一個主要目標是產生穩定等離子體并維持超過400秒，原計劃在2018年實現，但2022年末，建造巨型真空室的科學家和工程師們還是找到了焊接和熱防護層方面的缺陷。

氣候學家表示：“核聚變在應對氣候危機方面來得太晚了。”

參與ITER項目的科學家預估修復上述缺陷可能需要數年時間。而且ITER甚至不打算為電網供電，它的任務僅僅是給一個名為DEMO的未來發電廠鋪平技術道路。相關科學家一致支持繼續完成ITER項目，但代表ITER組織的政府間機構EuroFusion現在提議直接跳過DEMO發電廠。EuroFusion的首席執行官Donné建議專門造一個更小的測試裝置，以解決目前最大的挑戰之一：找到實現反應堆內氚循環的方法，讓發電廠自己就能產生大部分燃料。

核聚變初創公司認為ITER的主要障礙不是科學或技術本身，而是在35個國家之間協調周旋并從政府處獲得足夠資金。它們聲稱憑借著精簡的機構和私人的資金來源，初創公司可以做得更好。

英國牛津聚變初創公司Tokamak Energy的Stuart White表示“小型組織的優勢就是更快、更靈活”。該公司的原型設備占地107,000平方英尺，目前已經達到商業聚變實現的溫度極限1億攝氏度，和ITER比起來更小且更便宜。因此White斷言他們將更快建成可商業化部署的聚變能源。

2023.01.05，法國，迪朗斯河畔圣保羅，ITER項目現場人員正在組裝一個模塊

然而，鑒于仍然存在的困難和不確定的時間表，一些科學家對追求聚變能源持謹慎態度。波茨坦氣候影響研究所地球系統分析部的科學家Stefan Rahmstorf表示“核聚變在氣候危機中來得已經太晚了”，他覺得現在應該將所有資源都投入到可再生能源和能源效率上。

聚變科學家和企業家們一致同意沒有什么能夠阻止政府大規模發展可再生能源。Haefner引用歐盟對零排放目標設定的臨界點說道：“我們必須聚焦于100%的可再生能源份額，并在2045年之前實現這一目標，以避免未來無法挽回的嚴重后果。”但他指出，2045年過后，對電力的需求仍將繼續增長。

Haefner說，“如果人類想要一勞永逸地解決取暖以及卡車、飛機等燃料需求，比如可以通過電力來實現，那么最好是建造一個始終可用的電力來源。”

碳捕獲技術已經接近實現。

Frank Laukien甚至更進一步。他把目光投向了負排放的實現，后者被國際氣候變化專門委員會(IPCC)描述為避免災難性氣候影響的關鍵。Laukien表示，我們不僅要停止使用化石燃料，還要直接從大氣中捕捉二氧化碳。“而聚變就是實現碳捕捉的能量來源”。(完)

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