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美國利弗莫爾國家實驗室傳出消息，成功重復(fù)去年12月份的突破性核聚變實驗成果——即實現(xiàn)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(fù)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(chǎn)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(shù)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(shù)，相鄰兩次實驗之間往往需要間隔幾個小時，這樣導(dǎo)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(shù)挑戰(zhàn)。

下面我主要討論三個問題：1.科普核聚變的實現(xiàn)路徑；2.核聚變技術(shù)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(qū)動”點火方式。間接驅(qū)動方式在聚變?nèi)剂锨驓ぃɡ鋬龅碾肮腆w）外部額外增加了一個由高原子序數(shù)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(nèi)壁上。激光輻照黑腔內(nèi)壁會產(chǎn)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(nèi)爆壓縮。燃料球殼在壓縮過程中通過做功將球殼內(nèi)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(yīng)，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(xiàn)全體燃料的聚變?nèi)紵?。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(qū)動原理示意圖

中心點火方式原理示意圖

2.關(guān)于核聚變技術(shù)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(shù)不清的技術(shù)，這些技術(shù)只要不涉及國防，都是可以申請專利的。如果將來可以實現(xiàn)商用聚變能，那么可以肯定的說，一定會出現(xiàn)先發(fā)國家技術(shù)壟斷的情況。第二點，慣性約束聚變的研究，目前還沒有出現(xiàn)技術(shù)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(shè)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(shù)壟斷。

3.關(guān)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(qū)動”方式由于和核武器的相關(guān)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(shè)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(yīng)用物理與計算數(shù)學研究所）負責理論和數(shù)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(nèi)容太多，激光裝置建設(shè)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(qū)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(qū)動，而是強電流產(chǎn)生的X射線，即Z-Pinch方案）。