美国点对科技树了？直接开建激光核聚变电厂，或领先世界很多年？|核燃料|核聚变电厂|激光器|激光束|美国|辐射

这赌注可能也太大了！美国一家公司已跳过演示装置，直接开始设计建造世界上第一座激光核聚变工厂，希望在5年内破土动工，到2030年代初期建成一座1600兆瓦，可以为一个小城市供电的核聚变电站。由于美国目前是独一家在走这条路，美国将会领先世界很多年，成为未来全球能源的霸主吗？

这家公司名叫LongView聚变能源，位于美国加州。刚开始我以为又是在画PPT，不过在看到公司创始人的资料后，我感觉人家真的是认真的，核聚变能源的时代可能真的就要来了。

LongView使用的技术，不是现在被认为最有希望的托卡马克，而是惯性约束激光点火——世界上第一个实现输出能量大于输入能量的可控核聚变点火方式。

从2022年底开始的一年多，美国国家点火装置（NIF）已4次点燃氢聚变，实现胶囊处Q值大于1的可控核聚变突破，最大一次Q值1.89，输入2.06兆焦能量，产生了3.88兆焦的核聚变能。

国家点火装置是目前世界上最强大的激光装置，1999年由物理学家、美国国家工程院院士爱德华·摩西（Edward Moses）主导设计、建设、调试和运营，2009年竣工，2022年12月5日第一次实现了Q值大于1的核聚变点火，轰动了整个世界，被认为是人类历史上的一次里程碑。

这个爱德华·摩西，就是LongView聚变能源公司的创始人兼CEO，在工程、物理学、聚变技术和激光科学领域拥有四十多年的经验。另一位创始人兼首席营运官瓦莱丽·罗伯茨（Valerie Roberts ），曾经也是劳伦斯利弗莫尔国家实验室副首席副主任兼NIF项目负责人。

所以我说他们是认真的，相当于国家点火装置设计建设的两个最主要人物，带领他们的团队成立了一个新公司，利用建设NIF获得的丰富经验，重新设计建造更先进的激光点火装置来实现可控核聚变发电。

LongView在3月11日宣布，已经与美国工程和建筑公司福陆公司（EPIC Fluor）签署合同，设计建造全球第一座商业激光核聚变发电厂。而福陆公司，是《财富》杂志500强排名中最大的上市工程建筑公司，总排名第259位。

根据罗伯茨的说法，他们将在国家点火装置突破性成就和现代高效激光技术的基础上，再接再厉，利用人工智能和增材制造（3D打印），以及现今已经可用的材料和技术进行优化设计，打造比国家点火装置更高效、更强大的激光器，从而将商业核聚变的实现缩短几十年，解决这个时代我们面临的最大挑战——气候变暖。

那么这个激光器究竟有多强大呢？我看到的资料上说，激光器每分钟将实现数百次点火，相当于汽车上的火花塞，只是它每一次点火，点燃的都是一颗微型氢弹，可以提供100万马力的功率。

这和美国罗彻斯特大学激光能量学实验室团队2月份公布的一项研究不谋而合，研究人员利用该校的OMEGA激光系统进行了实验，通过直接驱动的方式，即直接用激光照射核胶囊，在入射能量只有国家点火装置1%的情况下，同样可以让胶囊内爆并产生高温等离子体，足以引发核燃料的聚变反应，他们称这种方式为“火花塞”点火。

只是OMEGA能量太小，无法压缩足够的燃料来实现核聚变点火，他们预计如果在国家点火装置尺寸的激光器上进行直接驱动点火，将能够让聚变反应变得自我维持。

国家点火装置使用的是间接驱动，即激光束先照射镀金环空器内壁，内壁被加热后转化为X射线辐射，X射线辐射均匀作用在里面的核燃料靶丸上，瞬间加热并压缩靶丸引发内爆。间接驱动的优点是可以实现更高的内爆对称性和效率，但也对激光束的均匀性有着更高的要求，并且会降低激光效率。

LongView公司的核聚变厂设计建造，目前还没有更多的技术细节，这可能是还处于开发初期，或者是技术保密。不过我理解就是，他们将建造一个类似发动机的巨大设备，用比国家点火装置还强大的激光器作为火花塞，然后每分钟喂几百个微型“氢弹”进去，用400束激光轰击，引发自持的核聚变反应，然后用产生的巨大热量烧水发电，功率可以达到1600兆瓦。

这个电站究竟是个什么规模呢？1600兆瓦大约相当于两座大型火力发电厂，或者是一座中型核电站，或者是一座大型风电场或太阳能光伏电站。