向太阳挑战——核聚变激光点火

在2009年2月，人类首次实现百万焦耳等级的点火纪录。然而这一成功只是“牛刀小试”。随后在2012年7月，“国家点火装置”实现了192束增强激光的并和，产生了500太瓦的超高峰功率，获得了人类历史上最强的激光脉冲。而达到高能量的192束激光，最后要聚集在一个直径为3毫米的“小氘丸”上，各束激光相遇的时间误差不得超过30皮秒，192束激光并和后，瞬间产生1亿度的高温和1000亿倍大气的高压，进而引起核聚变。每束激光发光持续时间是十亿分之三秒，在这一超短的时间内，点火所释放的脉冲紫外光能量达到180万焦耳，所聚集的能量是美国所有电站发电总能的500倍多。

整套激光点火装置不仅需要在超高温、超高压状态下进行，还要求所有机械都有超高的精度和完美工艺。工程的成功，可以使人类进行过去一些无法实施的实验，如模仿核爆炸过程，模拟超新星、黑洞边界等内核环境，从而为科学界获取一般得不到的数据。

2014年2月12日，历时17年，“国家点火装置”终于获得了最关键性的成果，它成功实现激光聚变点火，这是使核聚变成为人类新能源的最关键一步。它将使人类的能源结构发生重大变革，最终使人类学会如何取得类似太阳的能量，因此，这一天也成为人类科学发展上的重要里程碑。

本文转载于《科学历2018科学史上的今天》，由科学π工作室编著，清华大学出版社出版。