据《日本经济新闻》8月25日报道，日本大阪大学激光科学研究所力争在2035年前后就使用激光的核聚变发电展开实证性测试。据说他们将开发1秒钟内能照射100次的激光，并通过将多台激光设备组合的方式提高功率。研究人员寄希望于与在激光核聚变领域领先的美国研究所合作实现这一目标。
核聚变技术是通过氢的重同位素氘与氚的反应释放大量能量来发电。一克这种燃料能够产生相当于8吨石油的能量。日本、美国和欧洲之间的国际合作正在推动托卡马克装置的实验设备取得进展，这是一种利用磁约束来实现可控核聚变的装置。
大阪大学研究的激光方式是通过激光的力量将燃料压缩、加热，促使其产生核聚变。与托卡马克装置相比，占地面积更小，也更容易调节功率大小。但使用这种装置发电需要以1秒内10次的频率实现极高功率的激光连续照射，因此仍面临一定的技术门槛。
大阪大学激光科学研究所在短时间内使用激光连续照射领域拥有全球顶尖技术。该机构研发的可在1秒钟内照射100次的“SENJU”激光设备已经在2024年投入商用。通过每秒100次的照射长时间对目标物施加相当于1000万个大气压的压强，可以实现常压下无法发生的化学反应，对于材料开发也很有帮助。
大阪大学激光科学研究所所长儿玉了祐表示：“并列150台这样的激光设备就可以达到引起核聚变的功率。这是我们在2025年以后要实现的目标，力争在本世纪30年代建设用于发电实证性测试的厂房。”
这一阶段的发电量将远小于投入的能源。随着提高核聚变产生的能量、改良电力提取技术，力争到本世纪40年代实现发电量高于能源投入量的目标。
大阪大学激光科学研究所成立于1972年，作为激光工程学研究机构，至今已经研制出包括激光12号在内的高功率激光发射装置。
美国在激光核聚变领域处于世界领先地位。2022年，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室实现了“能源净增长”，即产出超过能源投入。儿玉认为，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究成果得益于“通过机器学习不断重复实验寻找最佳条件”。另一方面，高功率激光需要时间冷却，因此很难在短时间内重复照射。
大阪大学与劳伦斯利弗莫尔国家实验室签署了在核聚变等领域合作开展学术研究的备忘录。儿玉强调说：“高功率激光实验和实际燃烧时的数据只有美国掌握，希望通过合作让激光核聚变发电成为现实。”
即便成功发电，预计也要到2050年前后才能投入实际应用。儿玉表示：“维持稳定输出和紧急时刻停机的能力都离不开系统电源，这方面还存在需要跨越的门槛。可能需要十年以上的稳定运行成绩才能投入商用。”
激光技术在核聚变发电之外也广受期待。其中一个用途就是用来清理太空垃圾。据说，将激光与追踪太空垃圾的技术和修正大气波动的技术相结合，有望从地面实现清理太空垃圾。
通过提高激光功率有望将施加到材料上的压强提高至1亿个大气压。由于目前还不存在以人工方式施加1亿个大气压的研究手段，这将是一个史无前例的水平。此外，激光还有望应用于可重现太空物理现象的基础科学研究。（刘林）
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