模仿NASA的主控室[组图]

　　美国国家点火装置(NIF)，世界上最大的激光聚变机器，5月29日在美国利弗莫尔劳伦斯国家实验所举行落成典礼。它能产生类似恒星内核的热与力，使美国在无需核试验的情况下保持核威慑力，并肩负着人们的清洁能源之梦。

　　伴随美国国家点火装置一同问世的是对其里程碑式的评价：“人类有史以来第一次在实验室里面取得核聚变能源”，“世界上体积最大能量最高的激光系统”，美国加州州长施瓦辛格不遗余力地在落成典礼上称其为加州和美国的伟大成就，将有可能使美国的能源结构发生革命性变化，而施瓦辛格的原单位——好莱坞可就惨了，它的电影特效不再稀奇，因为NIF在现实世界就能做到。

　　一时间乱花迷了人眼。

　　这个实验装置，也被称之为“人造太阳”。顾名思义，如此之巨大的能量，主持方究竟意欲何为？其关键性技术——核聚变，真的可一劳永逸的解决人类的能源需求？在多国倾力打造的国际热核聚变实验堆(ITER)如火如荼之时，NIF地位又是怎样的？在激光技术日新月异的今天，NIF能名副其实的称为“最大最强”吗？带着这些疑问，记者采访了中国科学院物理研究所的陈裕启研究员。

　　记者：NIF的核心技术是核聚变，一般性资料显示，1升海水所含的氘完全聚变所释放的能量相当于300升汽油燃料的能量。核聚变能源真可以说是“清洁且无限”吗？

　　陈裕启：我们可以简单地给出一个粗略的估计：相同质量的核能大约是石化能源的百万倍以上，而自然界氘的含量大约是氢含量的万分之一。因此如果将一升水中的氘全部发生核聚变反应转化为能量，将比一升汽油燃烧所放出的能量大百倍以上。相对于核裂变能源而言，核聚变是“清洁的”，只涉及到短寿命的、低能量的放射性物质。而可发生核裂变的材料是有限的，裂变反应产物大多是长寿命的放射性物质。因此长期堆放的核废料的处理是一个严重问题。

　　记者：NIF的点火技术被说得很“玄”，是因为受控核聚变的实现难度吗？这个障碍到底是什么？

　　陈裕启：核聚变虽然可以放出巨大能量，实现受控核聚变条件是比较苛刻的。核的半径大约是原子半径的十万分之一。要发生聚变反应，首先要克服库伦排斥力，将核碰到一起。而库伦排斥力是平方反比律，距离越短，排斥力越大。人们无法控制单个原子核的行为。为实现我们所需要的大量反应，可将聚变物质加温到很高的温度(通常要上亿摄氏度)，在一定的密度下，维持足够长的时间，这样核物质在发生多次库伦碰撞后，就有一定的几率发生聚变反应而放出能量。实现点火条件(即输出能量大于输入能量)要求密度和约束时间的乘积达到一定要求。最容易达到条件的是氘-氚反应，但氚是不稳定核，地球上没有，需要通过人工制造；最清洁的氘-氦3反应，但反应条件相对更苛刻一点，而且地球上没有氦3。

　　而NIF的卖点在于其要成为“第一个突破平衡点的设施”，这个突破平衡点，指产生的能量大于启动它所需要的能量，即“能量增益”，这是半个多世纪以来核聚变工作者梦寐以求的目标。

　　记者：NIF与ITER有哪些不同之处？哪种的商用前景更为乐观？

　　陈裕启：聚变方式的原理不同。之前所说的受控核聚变实现点火条件要求时间与密度的乘积达到一定的条件。时间长、密度低的是磁约束，其密度要比固体密度小10个量级，但时间要足够长，达到1秒钟这个量级；时间短、密度高的是惯性约束，通常要到达固体密度的1000倍，时间却很短，为1个纳秒(10-9秒)。ITER是磁约束，而NIF属于惯性约束，历史上我国的王淦昌先生曾独立地提出了惯性约束的思想。对于这两种约束，各有优缺点，都有待于实验检验。

　　记者：国际或国内还有其它类似“人造太阳”的实验项目吗？

　　陈裕启：NIF能把约200万焦耳的紫外线激光能量聚焦于小小的氢燃料球，以这种量级的话，法国有类似的计划。就我国而言，从最初的神光一神光二神光三，都是此类的实验，现在正在计划的神光四，如果完成可能还需要十几年时间，到时可以达到与NIF同等的水平。

　　记者：外媒曾指出，NIF首要目的是帮助政府确保美国“老年”核武器可靠性，最后才是建成一座核聚变发电站。这个说法耐人寻味，是NIF先着眼于一个短期目标，还是该实验确实意不在此？

　　陈裕启：在禁止核武器试验的情况下，实验室里模拟核武器的过程能等同于这种测试。NIF项目耗资不菲，表达出为政府效力的“决心”自然也是应该的。但一般这样的大型实验装置，通常不止一个实验目标，在不同阶段它能完成不同的功用，比如NIF，现在它的温度和密度也允许它模拟外星球的环境，完成天体物理实验，因此也可以说这几个实验目标都兼而有之。

　　记者：那么请您综合评价一下NIF实验吧。

　　陈裕启：NIF的确是一个重要的、里程碑式的实验，它对极端超强激光下的各种物理过程提供了开展全面系统的研究平台。对人们探索研究各种极端条件下的物理过程提供了广阔的前景。对受控聚变来说，几小时打一次火的速率、激光的效率和光学元件的耗损等，让它离大规模商用而产生能源还有很长的路要走。