近年來，能源問題日益嚴(yán)重，科學(xué)家每日在為能源問題而困擾。核聚變，因其清潔且取之不盡的特點(diǎn)而受到人們的重視?？茖W(xué)家一直夢想著有一天可以利用核聚變發(fā)電來解決日益嚴(yán)重的能源問題。而近日，隨著美國國家點(diǎn)火裝置（NIF）全球最大的激光機(jī)即將完成，這個(gè)夢想也不再那么遙遠(yuǎn)了。目前，研究人員正在加緊進(jìn)行這個(gè)無限潛能的裝置測試工作。 核聚變是指由質(zhì)量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。 相比核裂變，核聚變幾乎不會(huì)帶來放射性污染等環(huán)境問題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來源幾乎取之不盡，是理想的能源方式。 目前人類已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規(guī)模，實(shí)現(xiàn)持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出?？茖W(xué)家正努力研究如何控制核聚變，而目前 唯一最簡單可行的可控核聚變方式：是以普通氫原子（其他原子也可以，但是需要的啟動(dòng)能量更為巨大）為反應(yīng)原料，通過降溫（和其他降低物質(zhì)能量）的方法，縮小氫原子之間的距離，直到原子核的融合，從而釋放出能量。 而聚變的啟動(dòng)能量來源也是核聚變中也是很重要的，自從1994年被稱為“國家點(diǎn)火設(shè)施”的激光核聚變計(jì)劃被正式簽發(fā)以來，美國科學(xué)家便將希望寄托在在這國家點(diǎn)火裝置（NIF）上了。國家點(diǎn)火裝置（NIF）位于美國加利福尼亞州勞倫斯一利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室，有850名科學(xué)家和工程師。另外大約有100名物理學(xué)家在那里設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。國家點(diǎn)火裝置（NIF）長215米，寬120米，大約同古羅馬圓形競技場一樣大，是目前世界上最大和最復(fù)雜的激光光學(xué)系統(tǒng)，它將模擬同太陽和其他恒星內(nèi)部相似的條件，使氫原子核發(fā)生聚變形成氦核，并釋放能量，其目的是成為第一個(gè)突破平衡點(diǎn)的設(shè)施，即激光在聚變反應(yīng)中產(chǎn)生的能量大于它們所消耗的能量，從而在實(shí)驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)人類歷史上的第一次聚變點(diǎn)火。NIF注入激光系統(tǒng)由主振室、預(yù)放模塊、輸入探測包和預(yù)放光束傳輸系統(tǒng)四部分構(gòu)成,負(fù)責(zé)產(chǎn)生全系統(tǒng)的種子脈沖,經(jīng)過時(shí)間和空間整形、位相調(diào)制、放大和分束后,實(shí)現(xiàn)焦耳級輸出。它將192條激光束集中于一個(gè)花生米大小的、裝有重氫燃料的目標(biāo)上。每束激光發(fā)射出持續(xù)大約十億分之三秒、蘊(yùn)涵180萬焦耳能量的脈沖紫外光——這些能量是美國所有電站產(chǎn)生的電能的500倍還多。當(dāng)這些脈沖撞擊到目標(biāo)反應(yīng)室上，它們將產(chǎn)生X光。這些X光會(huì)集中于位于反應(yīng)室中心裝滿重氫燃料的一個(gè)塑料封殼上。NIF研究人員估計(jì)，x光將把燃料加熱到一億度，并施加足夠的壓力使重氫核生聚變反應(yīng)。釋放的能量將是輸入能量的15倍還多。 目前，國家點(diǎn)火裝置已經(jīng)基本上完成了其建設(shè)工作，它將于2009年3月竣工。屆時(shí)，研究人員將開始準(zhǔn)備為聚變點(diǎn)火，第一次實(shí)現(xiàn)暫定于2010年，核聚變實(shí)驗(yàn)定于2011年。調(diào)試工作包括進(jìn)行一系列優(yōu)化和測試實(shí)驗(yàn)，以獲取點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)所必需的關(guān)鍵激光參數(shù)和點(diǎn)火靶參數(shù)。這些調(diào)試工作將在第一次點(diǎn)火打靶前完成。點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)對靶工作性能的要求主要體現(xiàn)在：力能學(xué)性能、對稱性，激波時(shí)序以及靶丸流體動(dòng)力學(xué)。研究人員推測，一旦核聚變實(shí)驗(yàn)成功，我們將有可能在2020年建成第一座核聚變發(fā)電廠，而在那不久后，其會(huì)很快的商業(yè)化。在那一天，科學(xué)家們這幾十年來追尋的夢想，將成為現(xiàn)實(shí)。
