世界核能的发展现状和前景（美重磅宣布核能重大突破）

美国能源部12月13日宣布，加利福尼亚州的国家实验室LLNL在12月5日的一次核聚变实验中，首次实现了净能量增益。就是说核聚变产生的能量大于激发核聚变所需的能量。

说的通俗一点，就是这次实验为人类今后利用核聚变提供源源不断的电能提供了可能。

可是我们不是一直在利用核能发电吗？这算什么重大突破呢？

目前不管是原子弹还是核能发电，基本上都是利用原子的核裂变原理，由一个重的原子核分裂成两个或多个质量更小的原子核。在这个分裂的过程中会产生巨大的能量释放。

实际应用中使用最多的原子核是铀-235原子。由热中子轰击铀-235原子，会释放2－4颗中子，释放出来的中子又会继续轰击铀-235原子，从而短时间内迅速实现链式反应，产生巨大能量。

本来人类利用核裂变多年，技术也非常成熟了。但是核裂变也有诸多缺点。比如裂变过程会产生严重的核辐射，核反应堆也会产生不可逆的核废水和核废料，可靠性和安全性都会对人类构成一定的潜在威胁。

与核裂变的原理截然不同，核聚变是利用外力让两个原子核聚在一起，在这个过程中会产生四倍于核裂变的能量。

除了产生的能量比核裂变大得多，核聚变另外一个重大的优势是不会产生核废料，辐射也非常小，一直以来被科学家誉为清洁能源的“圣杯”。

这次核聚变实验是模仿太阳的原理。实验人员首先将少量氢气放入一个芝麻粒大小的胶囊里面，然后利用192束强大的激光来加热胶囊到一亿度，以此来促发核子聚变。

此次实验只是验证了能量输出大于能量投入的可能。整个过程产生的剩余能量非常小，只够烧几壶开水。另外能量净增益也只是短暂实现了，没有稳定持续的发生。

过去60多年里，科学家一直致力于研究将核聚变转变成人类未来的清洁能源，真正实现能源利用过程的零碳排放。

核聚变的研究也是非常昂贵的，仅美国LLNL实验室的设备就已经花费了35亿美元，未来需要攻克的问题还很多，需要持续巨大的科研投入。

尽管这次实验被美国能源部称为“里程碑式的成就”，但是要实现真正的商业化，还有很长的路要走：

核聚变需要一台超大型的激光器来激发，此次实验是由200台激光器组成，占地超过3个足球场。未来商业化就必须解决激光器的小型化问题，但是激光器的能量又不能减小，所以挑战巨大。

如何实现核聚变净增益的持续稳定，也是需要未来科学家重点解决的问题。

另外核聚变净增益产生的能量，要如何转变成电力供人类使用，目前科学家还没有研究出相关的设备来实现这一目的。

所以人类能真正利用上核聚变这一清洁能源，至少还需要几十年，甚至更长的时间来突破一系列的科学难题。

过程是艰巨的，前景是光明的！