我們之前已經多次介紹過關於核聚變的夢想，理論上它可以成為一種用途廣泛且穩定的能量來源，還不會產生放射性廢物。
但要使核聚變發電廠成為現實，仍需要大量的科學技術進步。儘管我們已經達到了一些里程碑，但前方還有許多障礙尚未攻破。在本周的麻省理工 EmTech 活動中，我與美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 (LLNL) 主任金伯利·布迪爾（Kimberly Budil）討論了這個話題。
（來源：JUSTIN SAGLIO）
去年，當這家實驗室的研究人員實現了所謂的凈能量增益時，她成為了科學新聞世界的中心。他們終於證明了聚變反應產生的能量比啟動反應所消耗的更多。
在我們的談話中，我諮詢了她關於聚變研究的這一重要時刻、國家實驗室的角色以及我們下一步的發展方向。
重要時刻
2022 年 12 月，一群科學家坐在一個控制室里，像是在執行太空任務。 他們將 200 萬焦耳的雷射能量聚焦到豌豆大小的目標上。 該目標內部的氫燃料開始壓縮，當內部原子結合在一起時，能量得以釋放。
而這一次，輸出的能量比輸入的能量還要多。這是以前從未發生過的事情。
布迪爾在活動的舞台上告訴我：「數十年來，成千上萬的人為這一追求傾注了心血，對他們來說，這個時刻帶來了巨大的喜悅並證明了他們的努力。」
她解釋說，許多人認為這永遠行不通，理由是實驗室的雷射永遠無法達到所需的精度水平，也無法獲得足夠完美的（實驗）目標來容納反應。「雷射是一個奇蹟，一個現代工程奇蹟。」她在演講中說道，「這些目標是令人難以置信的、精密的藝術品。」
布迪爾告訴我，「成功實現核聚變非常非常困難」。研究人員獲得凈能量的那一刻並不意味著終點，而是一系列即將到來的里程碑中的一個。
實現之後
布迪爾說，在首次成功展示凈能量增益後，「首要任務是復現它，但接下來的五次嘗試都未能成功。」
這似乎主要是目標的問題，即雷射射擊的那些微小的燃料顆粒。目標必須幾乎完美，沒有任何缺陷。製作一個目標，從開始到完成大約需要七個月的時間。
最終該團隊花了大約六個月的時間才復現最初的成功。但在這個夏天，該實驗室實現的能量增益越來越高，最終在 10 月份實現了（最初值）兩倍的凈能量增益。
關於核聚變，我們還有很多東西需要了解，研究人員正試圖通過這些反覆的嘗試來做到這一點。在活動上，布迪爾回答了他們仍在探索一些問題：科學家們可以在目標上做些改變嗎？改變雷射脈衝形狀？把能量調高點？
布迪爾說，幾十年來，核聚變能源背後的科學和工程技術一直在穩步進步，但隨著技術的發展和研究的推進，新的問題總是會出現。
我問她，在她看來，這種能源可能在什麼時候才會準備好迎接黃金時期。「我最好的猜測是，20 年內，你可以看到一座試點發電廠。」她告訴我。一些初創公司提出了比這更大膽的主張，預測十年內或更短時間，「但我認為挑戰比人們一開始意識到的要大得多，等離子體真的很複雜。」她說。
布迪爾說，最終，美國國家實驗室的研究人員不會建造發電廠。這是私營企業的事情。但研究人員將繼續努力，作為不斷發展的核聚變生態系統的一部分。
在世界各地的研究人員努力實現下一個重大核聚變里程碑之際，布迪爾建議人們保持一點耐心：「核聚變社區無疑以其非理性的繁榮而聞名。去年，我的工作一半是讓人們對大科學和公共科學感到興奮，另一半是管理對核聚變能源的期望，因為它是非常困難的一件事。」
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