美国利弗莫尔国家实验室传出消息，成功重复去年12月份的突破性核聚变实验成果——即实现核聚变放能超过输入激光能量。这验证了激光惯性约束聚变点火实验的可重复性，意味着对点火物理有了深刻的认识。

但是，我们要清醒的看到，距离建成真正的惯性约束聚变核电站还有很长的路要走。一方面，聚变释放的能量还需要大幅提升。为了产生约2兆焦耳的激光能量，“国家点火装置”耗费了三百多兆焦耳的电能，比聚变放能高100多倍。这意味着未来激光聚变的能量增益需要达到数百，才有可能进行商业发电，而目前的能量增益还不到2。另一方面，实验的重频率也需要大幅提高，也就是需要显著缩短两次实验的时间间隔。3-4兆焦耳的能量基本只能将约10升水从室温加热到沸腾，而以目前的激光技术，相邻两次实验之间往往需要间隔几个小时，这样导致平均的聚变输出功率非常小。而大幅提高高功率激光的输出频率目前还存在很大的技术挑战。

下面我主要讨论三个问题：1.科普核聚变的实现路径；2.核聚变技术能否申请专利？会不会造成垄断；3.中国激光核聚变方面的进展。

1. 美国利弗摩尔“国家点火装置”（NIF）采用的是“间接驱动”点火方式。间接驱动方式在聚变燃料球壳（冷冻的氘氚固体）外部额外增加了一个由高原子序数材料制作的圆柱形空腔，一般称为“黑腔”。激光不直接辐照在燃料球壳上，而是辐照在黑腔的内壁上。激光辐照黑腔内壁会产生大量的X射线，这些X射线辐照并烧蚀燃料球壳，使球壳发生内爆压缩。燃料球壳在压缩过程中通过做功将球壳内部的氘氚气体加热到很高的温度。氘氚气体温度会率先达到热核聚变条件，发生聚变反应，这部分高温氘氚气体通常称为“热斑”。利用热斑释放的能量继续加热高密度的固体氘氚球壳，最终实现全体燃料的聚变燃烧。这种聚变点火方法称为“中心点火”。由于只需点燃热斑这一小部分燃料，因此可以极大的降低入射激光的能量，使得激光聚变可以有净能量输出，具备商业发电的可能性。

间接驱动原理示意图

中心点火方式原理示意图

2.关于核聚变技术能否申请专利？会不会造成垄断？我说一下个人看法，有两点，可能有错误的地方，请大家批评指正。第一点，核聚变（不管是“磁约束”还是“惯性约束”）是非常庞大的系统工程，涉及到数不清的技术，这些技术只要不涉及国防，都是可以申请专利的。如果将来可以实现商用聚变能，那么可以肯定的说，一定会出现先发国家技术垄断的情况。第二点，惯性约束聚变的研究，目前还没有出现技术垄断的情况，主要有两点原因：（1）惯性约束聚变的研究尚处于物理原理的研究阶段，大部分的研究成果属于基本的物理规律，这部分成果是不能申请专利的；（2）惯性约束聚变的研究很大一部分涉及到核武器物理，其成果可以用于核武器设计，具有非常高的密级，是不会公开的，当然也不会申请专利。但是，如果将来惯性约束聚变可以进行商业发电，那么出于商业考虑，一定会申请专利，形成技术垄断。

3.关于中国激光核聚变方面的进展，中国基本可以排进前三名。目前美国、中国和法国是世界上研究激光核聚变的主力，像“间接驱动”方式由于和核武器的相关性非常大，只有“五常”国家才能开展研究。我国研究激光核聚变的主力是中国工程物理研究院，简称“中物院”，是我国的核武器研制单位，以前被称为“九院”。中物院八所（激光聚变研究中心）负责激光核聚变的实验研究，目前正在建设的“神光IV”激光装置的性能可以超过美国的NIF装置。中物院九所（北京应用物理与计算数学研究所）负责理论和数值模拟研究。除了中物院，上海光机所也在开展激光核聚变研究。历史上，上海光机所负责研制高功率激光装置，中物院负责物理实验。后来由于涉及国防内容太多，激光装置建设和物理实验就全由中物院一肩挑了。

我国在激光核聚变方案上也有创新，包括贺贤土院士的“直接-间接”混合驱动点火方案、张杰院士的“双锥快点火”方案。另外，还有彭先觉院士的“聚变-裂变”混合堆方案（这里聚变部分不是用激光驱动，而是强电流产生的X射线，即Z-Pinch方案）。