美国成功实现第二次核聚变点火，投资1.12亿美元加速科研进程

8 月 17 日消息，核聚变是将两个轻原子（如氢同位素）合成一个重原子的过程，这一过程能够释放出巨大的能量。相比之下，核裂变（即将重元素如铀或钚进行分裂）则被认为是一种较为不安全的能量获取方式。因此，核聚变被视为一种安全、几乎取之不尽的能源，而当前的核电站依然主要依赖核裂变技术进行发电。

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美国在核聚变发电的可控性方面寄予厚望于劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）。该实验室于 7 月 30 日成功实现了第二次核聚变点火，产生了能量盈余，即所产生的能量超越了引发核聚变所需的能量。为了推动这一研究并实现第三次及后续的点火，美国准备向十几个超级计算项目再投资 1.12 亿美元（约合 8.19 亿元人民币）。

这些项目由新成立的科学发现通过先进计算（SciDAC）计划统筹，该计划整合了国防部的两个现有计划，旨在利用超级计算资源，包括百亿亿次级系统，来解决复杂的核聚变能量问题。

能源部科学副部长 FES 负责人 Jean Paul Allain 表示：“这些合作伙伴的建模和模拟工作将揭示等离子体在极端条件下的多种物理过程，并将指导核聚变实验装置的设计。”

然而，实现可持续且具有能量盈余的核聚变点火仍然面临诸多挑战。尽管 7 月 30 日的点火事件提供了较轻原子燃料舱更高的能量输出（具体数值尚不明确，但预计优于去年 12 月的 2.05 兆焦耳输入、3.15 兆焦耳输出），但这一过程只考虑了传递给颗粒本身的能量，而通过 192 个激光器传递能量的方式依旧低效。LLNL 为了激活激光器本身需要耗费惊人的 322 兆焦耳，导致整个过程仍然处于能量亏损的状态。

因此，深入理解与核聚变相关的量子过程成为当前探索的重点。在量子计算机尚无法提供可行的计算平台来攻克该难题之前（这一过程或许需要十年左右的时间），基于传统计算的超级计算机将是我们目前在研究激光击中颗粒时所发生的有序混沌过程的最佳途径。