勞倫斯利弗莫爾國家實驗室主任金·布迪爾。本文圖片來源：CBS

NIF耗資35億美元，用于自我維持的核聚變點火。研究人員在13年里嘗試了近200次，但就像一輛電池電量不足的汽車，原子“發(fā)動機”永遠不會發(fā)動。

CBS記者斯科特·佩利（Scott Pelley）：NIF有一些綽號。

金·布迪爾：是的。很多年來都是“不點火裝置”（Not Ignition Facility）、“永不點火裝置”（Never Ignition Facility），最近是“接近點火裝置”。所以，最近成功點火這件事真的讓點火成為了NIF的一部分。

點火意味著點燃核聚變反應，釋放出的能量比激光輸入的更多。

金·布迪爾：所以如果能讓它足夠熱，密度足夠大，速度足夠快，并保持足夠長的時間，核聚變反應就會開始自我維持。這就是去年12月5日在這里發(fā)生的事情。

美國國家點火裝置的控制室。

上個月，控制室發(fā)射的激光將兩個單位的能量注入實驗，原子開始聚變，大約三個單位的能量釋放出來。實驗室的激光核聚變研究項目負責人塔米·馬（Tammy Ma）在等飛機時接到了電話。

塔米·馬（勞倫斯利弗莫爾國家實驗室激光核聚變研究項目負責人）：我哭了，那是喜悅的淚水。我的身體開始顫抖，在大家登機前，我在登機口上躥下跳。每個人看上去都在想，“那個瘋女人在干什么？”

塔米·馬對工程非常著迷。

向激光器輸送能量的管子。

她向我們展示了為什么核聚變問題會讓任何人流淚。首先，這些比足球場還長的管子里的激光輸送了所需的能量。

斯科特·佩利：總共有多少個？

塔米·馬：總共192束激光。

斯科特·佩利：每一束激光都是世界上能量最大的，而總共有192束激光。

塔米·馬：這很酷，對吧？

實際上溫度很高，有幾百萬度。這就是為什么要用鑰匙來鎖住激光器。激光束撞擊產(chǎn)生的能量是整個電網(wǎng)的1000倍。當電發(fā)射時家里的燈不會熄滅，因為電容器儲存了電力。激光束發(fā)射時通過來回運動而放大，閃光只有一剎那。

塔米·馬：我們必須達到這些不可思議的條件：比太陽中心更熱，密度更大，所以我們需要所有的激光能量來達到非常高的能量密度。

所有的沖擊力使一個小到幾乎看不見的靶丸蒸發(fā)。

激光沖擊的靶丸。

斯科特·佩利：我能拿著看看嗎？

邁克爾·斯塔德曼（Michael Stadermann，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室激光核聚變目標制造項目經(jīng)理）：當然。

斯科特·佩利：難以置信。太神奇了。

邁克爾·斯塔德曼的團隊制造了空心靶殼，在零下430度的溫度下裝入氫。

邁克爾·斯塔德曼：制造這些空心靶殼所需要的精度是極端的，它們幾乎是完美的圓形，平滑度比鏡子好上一百倍。

邁克爾·斯塔德曼的團隊制造了空心靶殼。

如果它不比鏡子更光滑，缺陷就會使原子內爆不均勻，導致核聚變失敗。

斯科特·佩利：所以需要盡可能地接近完美。

邁克爾·斯塔德曼：對，沒錯。我們確實認為它們是地球上最完美的物品之一。

邁克爾·斯塔德曼的實驗室通過蒸發(fā)碳并用鉆石制成外殼來追求完美。他們一年生產(chǎn)1500個，讓150個近乎完美。

邁克爾·斯塔德曼：所有的組成部分都被放在顯微鏡下，然后用機電平臺把零件放到它們應該在的地方，把它們組裝到一起，然后我們用毛發(fā)涂膠水。

斯科特·佩利：毛發(fā)？

邁克爾·斯塔德曼：是的，通常像睫毛或類似的東西，或是貓須。

斯科特·佩利：你用貓須涂膠水？

邁克爾·斯塔德曼：沒錯。

斯科特·佩利：為什么靶丸一定要那么小呢？

邁克爾·斯塔德曼：激光只能提供有限的能量，而要驅動一個更大的容器，我們需要更多的能量，所以這是一個對設施的限制，你看到了，設施已經(jīng)非常大。盡管它很大，但這是我們能用它驅動的東西。

斯科特·佩利：靶丸可以更大，但激光也必須更大。

邁克爾·斯塔德曼：沒錯。

去年12月5日，他們用了一個更厚的靶丸，這樣可以更長時間保持形狀，他們想出了如何在不損壞激光器的情況下提高激光發(fā)射的功率。

塔米·馬：這是激光發(fā)射前的一個靶丸。

一個完整的靶組件。

塔米·馬給我們看了一個完整的靶組件，鉆石殼就在那個銀色圓柱體里。

真空室。

這個組件進入一個三層樓高的藍色真空室。這里很難看到，因為布滿了激光器和儀器。

被稱為“但丁”的儀器。

研究人員把儀器稱作“但丁”（Dante），因為它測量的是地獄之火。一位物理學家說，“你應該看看我們12月5日沖擊的靶?！?/span>

我們不禁要問：“我們可以嗎？”

斯科特·佩利：你以前見過這個嗎？

塔米·馬：這是我第一次見。

去年12月5日的實驗中被擊中的靶組件殘骸。

對于塔米·馬和全世界來說，這是第一次看到改變歷史的靶組件殘骸——一個像貝爾的第一個電話或愛迪生的燈泡一樣的人工制品。

斯科特·佩利：這個東西最終會進史密森尼博物館。

靶的圓筒被炸得無影無蹤，支撐圓筒的銅支架也被剝開了。

斯科特·佩利：最后的爆發(fā)比太陽還熱。

塔米·馬：比太陽中心的溫度還要高。我們能夠達到整個太陽系中最高的溫度。

這將使電力產(chǎn)生巨大變化。與今天將原子分離開來的核電站不同，核聚變的威力要大很多倍，幾乎沒有長期輻射。而且很容易關閉，所以不會發(fā)生熔毀。但是從第一次點火到建立發(fā)電廠將是困難的。

斯科特·佩利：一天要發(fā)射激光多少次？

塔米·馬：我們平均每天要發(fā)射一次多一點。

斯科特·佩利：從理論上講，如果這是一個商業(yè)發(fā)電廠，每天需要發(fā)射多少次？

塔米·馬：大約每秒10次。當然，這是另一個巨大挑戰(zhàn)，不僅僅是提高重復率。還要讓能量增益提高到100倍左右。

實驗室的激光核聚變研究項目負責人塔米·馬。

這種反應不僅要產(chǎn)生100倍以上的能量，而且一座發(fā)電廠每天需要900000個完美的鉆石殼，激光效率也要高得多。還記得去年12月的突破嗎？輸入兩個單位的能量，輸出三個單位的能量。發(fā)射激光需要300個單位的能量。按這個標準，是300個單位的能量輸入，3個單位的能量輸出。在美國能源部去年12月的新聞發(fā)布會上，這一細節(jié)并不是重點。發(fā)布會將新進展與一個不太可能的時間表結合在一起。

美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆（Jennifer Granholm）在新聞發(fā)布會上：今天的聲明是總統(tǒng)提出的十年內實現(xiàn)商業(yè)核聚變目標的一大步。

斯科特·佩利：當你聽說拜登總統(tǒng)的目標是在十年內實現(xiàn)商業(yè)核聚變發(fā)電時，你是怎么想的？

查爾斯·賽弗（Charles Seife，紐約大學教授）：我認為這是無稽之談。

查爾斯·賽弗是一位訓練有素的數(shù)學家、科學作家和紐約大學教授。

紐約大學教授查爾斯·賽弗。

查爾斯·賽弗：我不想貶低事實，這是一個真正的成就。點火是人們多年來一直在努力實現(xiàn)的里程碑。我擔心即使在取得了如此巨大的成就之后，仍有太多的技術障礙——十年時間只是白日夢。

查爾斯·賽弗說，這些障礙，也包括放大利弗莫爾的成就。去年12月產(chǎn)生的多余能量足以煮兩壺咖啡。查爾斯·賽弗說，障礙可能會被克服，但不會很快。

查爾斯·賽弗：我敢打賭，到2050年我們不會做到。

與查爾斯·賽弗的預言背道而馳的是，有30多家私人公司正在設計各種各樣的核聚變能源方法，包括使用磁體而不是激光。在過去13個月里，30億美元的私人資金流入到這些公司，其中包括比爾·蓋茨和谷歌的投資。在所有這些猜測中，金·布迪爾確定了一件事。

斯科特·佩利：你們能再做一次嗎?

金·布迪爾：當然。

他們打算下個月再試一次。金·布迪爾也認為阻礙是巨大的。但她告訴我們，如果有足夠的資金和奉獻精神，商業(yè)核聚變發(fā)電可以在20年左右的時間里得到演示。我們把第一次點火比作萊特兄弟的第一次飛行，飛行距離只有120英尺（約36.6米）。

金·布迪爾：相信科學是可能的、條件是可以創(chuàng)造的，這是一回事。而條件能被創(chuàng)造出來，則是另一回事。這真的是一種非凡的感覺，經(jīng)過60年的努力才取得了今天的成就，就像第一次飛行。

從水坑跳躍到超音速飛行用了44年。核聚變發(fā)電是10年還是50年后才會出現(xiàn)，現(xiàn)在主要還是一個工程問題。勞倫斯利弗莫爾已經(jīng)證明，從一臺機器中誕生了一顆恒星。

（本文由張靜編譯）