1938年，物理學(xué)家漢斯·貝特意識到，太陽中心的壓強(qiáng)必定非常巨大，足以克服通常情況下會讓帶有同種電荷的離子相互分離的排斥力，而把一個個氫原子核擠壓在一起，并發(fā)生反應(yīng)，釋放巨大能量。貝特寫出了氫離子聚變的4步鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。反應(yīng)最終產(chǎn)物的質(zhì)量略低于反應(yīng)前各成分質(zhì)量的總和，“消失”的質(zhì)量轉(zhuǎn)換成能量（根據(jù)愛因斯坦的E＝mc2公式）提供給太陽。 

　　雖然從理論上講，一加侖（3.8升）重水（氧化氘）能夠產(chǎn)生的核聚變能量與一艘超級油輪載滿的石油相當(dāng)，而且反應(yīng)后的剩余物質(zhì)僅是少量氦氣，但事實卻遠(yuǎn)非如此簡單。20世紀(jì)50年代初，美國普林斯頓大學(xué)教授萊曼·斯皮策設(shè)計了“仿星器”，提出了聚變反應(yīng)堆的第一種設(shè)計方案。根據(jù)斯皮策當(dāng)時的估計，他的仿星器可以產(chǎn)生15萬千瓦電力，足夠15萬戶家庭使用。他的設(shè)計基于一個事實：在聚變所需的高溫下，所有電子將從自己的原子中剝離出來，形成帶電粒子“湯”，后被稱為等離子體，可以用磁場約束。斯皮策的仿星器本質(zhì)上就是一個可以約束等離子體的磁瓶，哪怕等離子體被加熱到了幾百萬攝氏度的高溫?？上?，當(dāng)時斯皮策以及和他一起研究的科學(xué)家未能完全了解等離子體，而且等離子體十分不好掌控。 

　　在同一年代，即1950年，蘇聯(lián)科學(xué)家安德烈·薩哈羅夫設(shè)計了托卡馬克用來約束等離子體。到了1969年，西方科學(xué)家前往莫斯科研究薩哈羅夫設(shè)計的托卡馬克。他們發(fā)現(xiàn)它產(chǎn)生的等離子體比仿星器溫度更高、密度更大。從此托卡馬克開始成為約束核聚變研究的主流。控制核聚變產(chǎn)生的高能量等離子，并讓其為己所用便成為了人類研究核聚變的最早方法。在此后的60年里，科學(xué)家努力用越來越強(qiáng)大的磁瓶去馴服等離子體。每次物理學(xué)家提出一個改進(jìn)裝置去前出現(xiàn)的問題，都會在更高的能量狀態(tài)下遇到各式各樣的新問題。美國阿貢國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室核聚變項目前主管、美國ITER技術(shù)咨詢委員會現(xiàn)任主席查爾斯·貝克說：“無論你對它們做什么，等離子體總是會有一點(diǎn)不穩(wěn)定?！?nbsp;

　　難以馴服的等離子體讓科學(xué)家們不斷受挫，但同時也讓他們萌生了另辟蹊徑的想法。20世紀(jì)70年代能源危機(jī)發(fā)生時，通往核聚變的另一條平行的研究計劃也誕生了，科學(xué)家希望這條新的途徑能夠避免磁約束等離子體中遇到的一些問題。這些技術(shù)用許多束激光去壓縮和加熱一個由氘和氚構(gòu)成的靶丸。這項研究在美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室展開，一開始使用的只是一個能夠發(fā)出兩束激光的簡單試驗臺。激光功率的提升使試驗設(shè)備不斷升級，1977年啟用“濕婆”激光器，1984年又啟用了“新星”激光器。每次新激光器的使用都打破了利弗莫爾實驗室自己保持的、激光核聚變最強(qiáng)大爆炸的世界紀(jì)錄，但是跟磁約束一樣，它們?nèi)匀粵]能達(dá)到“收支”平衡，即聚變釋放能量等于激光輸入能量。要想做到這一點(diǎn)，利弗莫爾實驗室需要一種新激光器，激光功率要在過去的基礎(chǔ)上再提高70倍。到了1997年，新激光器開始建造，這就是美國國家點(diǎn)火裝置（NIF）。NIF于2009年5月建成完工，轟動一時。今年晚些時候，NIF將開始氘－氚聚變實驗，這將是人類探索核聚變的又一個重要里程碑。 

　　雖然ITER的聚變原理要早于NIF，但似乎項目進(jìn)展卻落在了NIF之后。據(jù)《自然》雜志報道，預(yù)計在2019年ITER核聚變裝置將完成建設(shè)，比預(yù)期的要晚1年，比NIF晚了整整10年。而第一次ITER氘－氚聚變試驗則計劃在2026年進(jìn)行，比NIF要晚15年左右。

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