2022年12月,美國國家點火裝置(NIF)的科學家宣佈,在數十年努力創造基於太陽核聚變反應的能源方面取得了突破。“工程奇蹟,令人難以置信,”他們宣稱,各大報紙迅速跟進,進行了令人興奮的報道。《華盛頓郵報》稱之為“真正值得慶祝的事情。”其他評論員對聚變未來讚不絕口,認為它是清潔能源、全球貧困,甚至可能是世界和平的解決方案。
經考察,這一進展遠沒有報道的那麼轟動。研究人員實現了所謂的點火,即聚變反應產生的能量超過啟動反應所需的能量。但這項成就的規模遠未達到實際發電所需的水平,更不用說預示清潔能源的新時代 [參見“恆星能量”]。據報道,電力需求不包括建造裝置和啟動裝置所需的電力;整個事件只持續了幾秒鐘。具有諷刺意味的是,高於預期的能量產出損壞了實驗裝置中的一些診斷裝置,讓人懷疑是否真的實現了點火。
正如《金融時報》所說,將這一進展稱為實現“無限零碳電力”的突破,就像聲稱火的發現是通往電力的里程碑一樣。 這樣的炒作無助於科學界建立和維護公眾信任;它有可能將資源從應對氣候危機的實際解決方案上轉移開。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱,您將幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
科學家們從1942年開始研究聚變反應,作為曼哈頓計劃的一部分。物理學家愛德華·泰勒希望他們將注意力集中在製造聚變炸彈上。事實證明這不現實,正如聚變炸彈在戰爭期間退居裂變武器之後,民用聚變能也在戰後退居裂變之後。在太陽上,聚變發生在數百萬度的高溫下。在地球上駕馭聚變的科學和技術挑戰簡直是壓倒性的。
在20世紀60年代和70年代,物理學家意識到他們可以使用雷射將氫氣加熱到足夠高的溫度,以防止氣體逸出。在受控聚變反應方面進展有限的幾十年後,國會為國家點火裝置撥款。建造工程於1997年開始;首次實驗於2009年開始。當時,國家點火裝置物理學家西格弗裡德·格倫澤預測當年內將實現點火。
鑑於我們應對氣候危機的時間框架很短——正如政府間氣候變化專門委員會所說,儘快“實現深入、快速和持續的全球溫室氣體減排”——我們如何決定聚變研究的成本是否值得潛在的收益,或者這筆錢是否更好地花在其他地方?我們如何區分堅持路線和繼續投入無底洞?
國家點火裝置耗資35億美元建造,目前的年度預算為3.8億美元。美國能源部聚變能源科學計劃預計將額外獲得7.63億美元,總計約11億美元(聚變產業協會表示,這個數額太低了)。相比之下,國家可再生能源實驗室2022年的預算為6.71億美元。
長期以來,聯邦政府對核能的資助一直超過對可再生能源和效率的資助。根據國會研究服務處的資料,從1948年到2018年,聯邦能源研發支出的48%用於核能(包括裂變和聚變),而用於可再生能源的不到13%,用於能源效率的為11%。1948年,這種分配是有道理的,因為裂變和聚變似乎很有希望,而且當時沒有人太在意效率。但這種模式一直持續存在:1978年至2018年間,可再生能源的份額為18%。
75年來,美國聯邦政府在裂變和聚變核能方面投入巨資,但收效甚微。那麼,我們為什麼要專注於一項推測性的技術,這項技術幾乎肯定會來得太晚,以至於無法為避免氣候災難做出有意義的貢獻呢?
別誤會我的意思。我們應該資助聚變研究,因為即使是11億美元也只相當於維持一艘航空母艦每年的費用。但聚變是一場持久戰,可能會也可能不會有回報。它不是應對氣候危機的答案。
這是一篇觀點和分析文章,作者的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。
