核聚變離商業化應用仍需幾十年( 三 ) _同位素

曾在勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室任過高級顧問的美國Carbon Direct首席科學家Julio Friedmann的一個評論頗為精當，他表示，現在的突破和商用核聚變的差距，就好比點燃了一根火柴到造出內燃機的差距，但這是能源多元化創新必需的一步。
中國、歐盟、美國、日本、俄羅斯、韓國、印度七方參與的國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃采用的是磁約束核聚變技術路線，廠址位于法國。這個項目中，其設計目標是在聚變實驗中通過約50兆瓦的加熱，實現500兆瓦的聚變功率，增益達到10 。
段旭如對《財經十一人》介紹，這一增益因子的計算，同樣是聚變功率和加熱功率的比值。要有商用價值，Q值需要超過30 。此外，激光驅動裝置效率目前不到1% ，而托卡馬克裝置的加熱系統的功率轉換效率要顯著高于此數。
段旭如表示，ITER是一個聚變實驗堆，要實現聚變能的應用，還有一些關鍵的工程挑戰和技術難題需要解決。在實驗堆之后，開展示范堆的研發，再下一步就是具有經濟性的商業堆開發。從現在的技術發展認知來看，預計在2050年前后可以實現商業化。
在中國國內，同樣也有激光核聚變的研究布局。早在1964年，當時從事保密工作的知名物理學家王淦昌獨立提出了利用激光實現核聚變反應的設想，這一想法得到中科院上海光機所高功率激光研究專家鄧錫銘的響應，1965年，上海光機所開始開展高功率激光器的研究。其后70年代，來自中國工程物理研究院（原九院）的中國“氫彈之父”于敏提出激光聚變是復雜的研究系統工程，建議上海光機所與工物院強強聯合，后來，兩院聯合投資建設激光12號實驗裝置，也就是張愛萍將軍題詞“神光”的“神光I”裝置。
如今中國先后建成“神光I”“神光II”“神光III”三套激光實驗裝置。其中“神光I”服役八年，已經退役。“神光II”位于中科院上海光機所。“神光III”位于中國工程物理研究院，2015年完成建設，是世界上投入運行的第二大激光驅動器，也是亞洲最大的高功率激光裝置。

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“神光III”與美國國家點火裝置參數對比來源：中國工程物理研究院

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國家實驗室背后的支持
勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）是美國能源部下屬的17個國家實驗室之一，成立于1952年，正值美蘇冷戰高峰期，總部位于加州利弗莫爾，是美國核武器研發的重要機構。
勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室自我介紹說，其旨在開發并應用世界一流的科學技術，確保美國核威懾力量的安全、可靠，同時應對核擴散、恐怖主義、能源短缺和氣候變化等威脅國家安全和全球穩定的各種危險。核心能力包括先進材料和制造；高能量密度科學；高性能計算、模擬和數據科學；激光和光學科學技術；核、化學和同位素科學與技術；全源情報分析；核武器設計與工程；生物科學和生物工程；地球和大氣科學。
2021年， LLNL擁有正式員工8172名，資金來源共28.2億美元，其中80%源于美國國家核安全局（NNSA）， 2/3與國防項目有關， 14%來源于美國能源部旗下的戰略合作項目（SPP）。