前段时间，你可能在朋友圈刷到这条新闻：美国能源部宣布，位于加州的劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)实现了可控核聚变“点火”，创造了历史。并称这一突破将永远改变清洁能源的未来。
首先，这里的“点火”并非字面意思，它实际上指核聚变反应所产生的能量超过了输入的能量。这涉及到核聚变反应的原理。在中学化学课上，我们都学过核裂变与核聚变。核裂变是用一个中子去撞击一个重核原子，比如铀，让它分裂成两个较轻的原子，同时释放出能量。这就是目前世界上各核电站中进行的反应。而核聚变则相反，它是将两个较轻的原子，融合形成一个较重的核原子，从而释放出巨大的能量。
太阳已有四十亿岁，在它的内部，每时每刻都在发生剧烈的核聚变反应。太阳每秒放出的能量约为3.9×10的26次方焦耳，而到达地球表面的能量，仅为太阳每秒释放的10亿分之一，但这依然足够万物繁衍生息。
在LLNL的核聚变实验中，研究者用192束激光射击一个金属罐，里面有一个约1毫米大的燃料小球，含有氢的同位素氘和氚。
当激光击中罐子时会产生X射线，它会加热并压缩燃料颗粒，使其密度变大，同时温度将高达300万摄氏度。保持这个条件一段时间，两个原子就会产生核聚变反应。这次输入的激光能量为2.05兆焦，而产生的能量为3.15兆焦，这是LLNL首次实现净能量增益。但需要强调的是，发射的激光需要消耗300兆焦的电能。
目前世界上对可控核聚变的研究主要分为两类，一类是LLNL所使用的激光核聚变，另一类是磁约束核聚变。所谓磁约束核聚变，就是用磁场和高热等离子体来引发核聚变反应的技术。这个实验的典型装置，是位于法国的国际热核聚变实验反应堆(ITER)，它花费了100亿欧元建设，我国科学家也深度参与其中。
为什么可控核聚变如此重要，需要我们花费巨大的人力物力去研究？简单来说，核聚变是地球能源未来的希望。目前地球上的主要能源是化石能源。发电厂燃烧煤炭和天然气，每年会向大气排放数十亿吨的温室气体，这也是导致地球变暖的元凶。而核电站不但建造成本和养护成本高昂，还会产生长期存在的放射废物，造成污染。相比之下，核聚变不但产生的能量巨大，而且不会产生任何废物。
“点火”成功，只是人类在可控核聚变研究上踏出的第一步。距离建设核聚变发电站，实现商业发电，仍有很大距离。NIF的建设初衷是科学实验，它太大、太贵，而且效率太低。如果要用于商业发电，激光器必须要像机关枪一样密集发射，并且每次发射都需要产生核聚变反应，这中间还有太多技术壁垒。
而未来核聚变要用于商业发电，还需要几十年的努力和投资。但这个“几十年”到底是多久？LLNL实验室主任Kimberly S. Budil说，不是六十年，也不是五十年，他认为是比这更快的时间，我们就能建成核聚变发电厂。气候科学家们曾制定一个小目标，世界在2050年时实现零排放。如果可控核聚变技术能在二三十年后完全取代化石能源，那么我们对清洁能源的一切希冀与想象，也许就能变成现实。