勞倫斯利弗莫爾國家實驗室里的工作人員在作業。

12月13日，美國能源部官員宣布了美國核聚變研究的一項“里程碑式”的成就——勞倫斯利弗莫爾國家實驗室“國家點燃實驗設施”激光核聚變點火成功，首次實現“凈能量增益”，即聚變反應產生的能量大于促發該反應的鐳射能量。

據《紐約時報》報道，當地時間12月5日上午1時03分，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室使用192束強大的激光束擊中了只有胡椒大小的氫同位素固體目標，在不到100萬億分之一秒的瞬間向目標輸入了2.05兆焦耳的能量，產生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，能量增益達到1.5倍。

在實現此次成果之前，多年來該實驗室的科學家一直在探索如何利用激光使氫原子發生核聚變，過程一波三折。實驗室使用的點火裝置耗費35億美元，但自2009年投入使用以來，該設施前幾年幾乎沒有成功產生任何核聚變反應，直到2014年才獲得些許成功，產生了相當于一個60瓦的燈泡在5分鐘內消耗的能量。2021年8月，該設施在一次聚變反應中產生了1.37兆焦耳的能量，約為那次所使用的激光能量的70%，是之前世界上最接近凈能量增益的一次。

報道稱，核聚變之所以備受關注，是因為它具有替代化石燃料和其他釋放溫室氣體的能源的巨大潛力。核聚變是全世界能源發展的前沿方向，由于其燃料來自海水、效率是化石能源的千萬倍、沒有長期的核廢料、沒有碳排放等特點，被視為未來社會的“終極能源”。如果人類可以掌控核聚變產生的能量，就能擺脫目前地球的能源與環境危機的困擾。

但在目前，想廣泛應用核聚變技術依然任重而道遠。目前作為點火設施的激光器效率非常低。據《紐約時報》分析指出，該激光點火裝置建造于幾十年前，設計用途是基礎科學實驗，而非發電。因此，它平均每周只能發射約10次，而一個激光核聚變發電廠必須做到每秒發射約10次，才能提供合理的電力輸出。

此外，現有點火裝置所消耗的能量仍然遠超聚變反應所產生的能量。盡管在最新的實驗中，科學家使用2.05兆焦耳的能量產生了153%的能量增益，但為了產生這短暫的激光脈沖，點火裝置一共需要消耗超過300兆焦耳的能量，并且當下僅1.5倍的能量增益率依然離建造發電廠需要的30倍至100倍增益率有很長的距離。

不過，該突破畢竟使人類在實現零碳排放能源之路上前進了一步。勞倫斯利弗莫爾國家實驗室主任金·布迪爾(Kim Budil)13日在新聞發布會上表示，“我們過去常說(核聚變廣泛使用)還需要50年，但我認為現在不需要了。通過持續的努力和投入，基礎技術研究再過幾十年就可以讓我們到建造發電廠的程度。”

報道稱，除了在能源領域，首次核聚變點火成功的成果還將體現在軍事方面，用以保持美國的核威懾力。本次激光核聚變點火成功意味著人類首次實現了在實驗室內點燃熱核燃料。在此次核聚變反應發生的瞬間，輸出的能量功率達30000萬億瓦，接近于一個核武器爆炸輸出的能量功率。由于美國自1992年便停止地下核試驗，核聚變實驗將為美國核武器研究提供更多數據。