北京1月27日電 (記者 孫自法)國際著名學術(shù)期刊《自然》最新發(fā)表一篇物理學論文，研究人員報告了核聚變中的等離子態(tài)物質(zhì)自熱，這是使核聚變能量成為可行能源的一個里程碑。《自然-物理學》同時發(fā)表一篇文論描述實現(xiàn)這一成果的實驗設(shè)計優(yōu)化。

NIF前置放大器內(nèi)部的彩色加強照片（圖源：Damien Jemison）。　施普林格·自然 供圖

核聚變是原子核結(jié)合以釋放能量的反應(yīng)，它有望提供可持續(xù)的能源。這是一個驅(qū)動恒星的物理過程，但在實驗室中很難重現(xiàn)這一過程，且需要使用的能量多于它能產(chǎn)生的能量。實現(xiàn)核聚變能量凈發(fā)生器的關(guān)鍵步驟之一是燃燒的等離子體，其中的核聚變是熱能主要來源，需維持燃料的等離子態(tài)，令其溫度高到允許進一步的聚變反應(yīng)。

論文通訊作者、美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室亞歷克斯·茲爾斯特拉(Alex Zylstra)和同事報告了慣性約束聚變實驗中的這一狀態(tài)，其中聚變反應(yīng)是由壓縮和加熱填充熱核燃料的靶丸(capsule)啟動的。

NIF目標灣，2013年電影《星際迷航：黑暗無界》一處取景地(圖源：Damien Jemison)。　施普林格·自然 供圖

美國國家點火裝置(NIF)的實驗實現(xiàn)了使用192個激光束點燃等離子體，快速加熱并使內(nèi)含200微克氘-氚燃料的靶丸內(nèi)爆，達到了足夠高的溫度和壓力觸發(fā)自加熱聚變反應(yīng)。過去的嘗試都受限于控制等離子形狀的難題，從而無法避免擾亂激光束在等離子體內(nèi)累積能量的方式。不過，最新論文作者團隊通過改進實驗設(shè)計，使膠囊可以容納更多燃料、并在包含等離子體時吸收更多能量。這些實驗產(chǎn)生的效能(最高產(chǎn)生170千焦耳能量)三倍于過去實驗的結(jié)果。(完)