美國國家點火設施再次實現核融合能量淨輸出

據路透社報導，美國實驗核融合的國家點火設施（National Ignition Facility，NIF）在 7 月 30 日又再次實現了核融合能量淨輸出，為去年 12 月以來第二次跨過這個門檻。在去年 12 月的實驗中，NIF 的鐳射系統一共灌注了 205 萬焦耳的能量到目標的燃料丸上，而燃料丸在經過核融合後，共輸出 315 萬焦耳的能量，也就是說有 110 萬焦耳的淨輸出。而此次的實驗確切的能量輸出數據科學家還在計算中，但初步判斷是要更高於 12 月的實驗。

目前主流的核融合思路有兩種。一個是以圍成甜甜圈型的強磁鐵，將核融合的電漿燃料限制在中間，以強大的磁場壓縮燃料產生核融合；而另一個則是像 NIF 這樣，以多束高能鐳射由四面八方同步轟擊一個球型的燃料丸，利用轟擊時的高熱形成壓縮式的震波，讓燃料丸內部達到核融合所需的高溫與高密度。

採用雷射束轟擊方式的核反應爐中，NIF 是最大，也最先進的一個，同時也是世界上首個達成淨能量輸出的核融合設施。不過，所謂的「達成淨能量輸出」是充滿著但書的 —— 最主要的，是這裡只談轟擊燃料丸的鐳射能量，與燃料丸釋放出的能量，但並不是全系統的能量。NIF 從外部輸入電源後，無論是進入鐳射系統，鐳射光頻率的轉換，設施內的光衰減，各種組建吸收掉的能量等，都會讓能量有所損失。因此輸入的能量足有 90% 以上都被浪費在了鐳射轉化的過程中，換言之，就是燃料丸輸出的能量還要提升到目前的 10 倍以上，才是全系統有能量產出。

另一邊，甜甜圈式的核融合實驗爐中，目前歐洲在建的 ITER 預計 2025 年完工，科學家大多期望 ITER 也能達到和 NIF 相同的能量淨輸出。如果 ITER 也能達標的話，那接下來兩種核融合技術又都再次來到了相同的起跑線，接下來就看誰能達成總體系統的淨能量輸出，並且開始朝著商用化前進了。

NIF 二度實現核融合能量淨輸出，意味著科學家對於能量淨輸出所需的條件，特別是燃燒室的設計，應該已經有了不錯的把握，也證實了第一次的成功並不全是偶然。不過，由 NIF 終究是個實驗設施，要進步到商轉，不知道還要等多少年啊。