5 月 XNUMX 日，国家点火装置的科学家通过产生具有能量增益的反应在核聚变方面取得了突破。 这可能是迈向遥远未来世界的一步，在这个世界中聚变是一种力量来源。

上个月，离地球最近的恒星位于加利福尼亚州。 在实验室里，世界上最大的激光第一次迫使氢原子聚变在一起，产生与点燃太阳的能量相同的反应。 它持续了不到十亿分之一秒。 但是，经过六十年的辛劳和失败，劳伦斯利弗莫尔国家实验室证明这是可以做到的。 如果核聚变有一天成为商业力量，它将是无穷无尽的、无碳的。 换句话说，它将改变人类的命运。 正如您将看到的，还有很长的路要走。 但在 XNUMX 月的突破之后，我们受邀参观了实验室，并会见了将明星力量带到地球的团队。

不受控制的融合很容易掌握——很久以前电影都是黑白的。 聚变是氢弹的作用，通过迫使氢原子融合在一起来释放能量。 将世界末日的火焰转化为有用的东西是不可能的。

美国能源部劳伦斯利弗莫尔国家实验室帮助维护核武器和高能物理实验。 在旧金山以东一小时车程处，我们在创造历史的国家点火装置实验室见到了利弗莫尔的主任金布迪尔。

Kim Budil：国家点火装置是世界上最大、能量最高的激光器。 它始建于 1990 年代，目的是在实验室中创造以前只有在宇宙中最极端的物体中才能达到的条件，例如巨行星或太阳的中心，或者在运行核武器时。 目标是真正能够非常详细地研究那种非常高能量、高密度的条件。

国家点火设施 (NIF) 耗资 3.5 亿美元建造，用于点燃自持核聚变。 他们在 200 年的时间里尝试了近 13 次。 但是就像电池电量不足的汽车一样，原子“发动机”永远不会转动。

Scott Pelley：NIF 取了一些绰号。

金布迪尔：确实如此。 多年来，“不点火设施”、“永不点火设施”。 最近的“近点火设施”。 因此，最近的这个事件确实将 Ignition 置于 NIF 中。

点火意味着点燃聚变反应，其释放出的能量多于激光输入的能量。

Kim Budil：所以如果你能让它足够热、足够密、足够快，并且保持足够长的时间，聚变反应就会开始自我维持。 而这正是 5 月 XNUMX 日在这里发生的事情。

上个月，从这个控制室发射的激光束将两个单位的能量投入实验，原子开始聚变，大约释放出三个单位的能量。 领导实验室激光聚变研究计划的 Tammy Ma 在等飞机时接到了电话。

Tammy Ma：然后我泪流满面。 那只是喜悦的泪水。 实际上，我的身体开始颤抖，而且——你知道，在所有人登机之前，我在门口跳来跳去。 每个人都在想，“那个疯女人在做什么？”

Tammy Ma 对工程学很着迷。

她向我们展示了为什么聚变问题会让任何人流泪。 首先，这些比足球场还长的管子中的激光会提供所需的能量。

Scott Pelley：总共有多少人？

Tammy Ma：总共 192 台激光器。

Scott Pelley：这些激光器中的每一个都是世界上最有活力的激光器之一，你有 192 个。

Tammy Ma：这很酷吧？

好吧，实际上非常热，数百万度，这就是为什么他们使用钥匙来锁定激光器。

光束以比整个国家电网大1,000倍的功率撞击。 拍照时家里的灯不会熄灭，因为电容器会储存电能。 在管子中，激光束通过来回运动而放大，闪光只有几分之一秒。

Tammy Ma：我们必须达到这些令人难以置信的条件； 比太阳中心更热、更密集，因此我们需要所有的激光能量才能达到这些非常高的能量密度。

所有这些冲击力都会蒸发一个小得几乎看不见的目标。

Scott Pelley：我能拿着这个东西吗？

迈克尔·斯塔德曼：绝对

斯科特佩利：难以置信。 非常精彩。

迈克尔·斯塔德曼 (Michael Stadermann) 的团队在零下 430 度建造了充满氢气的中空靶壳。

Michael Stadermann：我们制作这些外壳所需的精度非常高。 贝壳几乎是完美的圆形。 它们的粗糙度比镜子好一百倍。

如果它不比镜子更光滑，缺陷会使原子内爆不均匀，从而导致聚变失败。

Scott Pelley：所以这些需要尽可能接近完美。

迈克尔·斯塔德曼：没错。 没错，我们确实认为它们是我们在地球上拥有的最完美的物品之一。

Stadermann 的实验室通过蒸发碳并用钻石形成外壳来追求完美。 他们每年建造 1,500 辆，使 150 辆接近完美。

Michael Stadermann：所有组件都在显微镜下组装在一起。 然后装配工使用机电平台将零件放在它们应该去的地方——将它们移动到一起，然后我们用一根头发涂上胶水。

Scott Pelley：一根头发？

迈克尔·斯塔德曼：是的。 通常是睫毛之类的东西，或者类似的东西，或者猫须。

Scott Pelley：你用猫须涂胶水？

迈克尔·斯塔德曼：没错。

Scott Pelley：为什么它必须这么小？

Michael Stadermann：激光只能给我们提供有限的能量，而要驱动更大的胶囊，我们需要更多的能量。 所以这是你所看到的非常大的设施的限制。 尽管它很大，但这就是我们可以用它来驱动的东西。

Scott Pelley：目标可以更大，但激光必须更大。

迈克尔·斯塔德曼：没错。

5 月 XNUMX 日，他们使用了一个更厚的目标，因此它可以更长时间地保持其形状，并且他们想出了如何在不损坏激光器的情况下提高激光发射的功率。

Tammy Ma：所以这是射击前的目标示例......

Tammy Ma 向我们展示了一个完整的靶组件。 你看到的那个钻石壳就在那个银色圆柱体里面。

这个组件进入一个三层楼高的蓝色真空室。 很难看到这里，因为它布满了激光和仪器。

他们称这种仪器为但丁，因为他们告诉我们，它可以测量地狱之火。 一位物理学家说，“你应该看看我们在 5 月 XNUMX 日炸毁的目标。”

这让我们问，“我们可以吗？”

斯科特佩利：你以前见过这个吗？

Tammy Ma：这是我第一次看到它。

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