自然界中,太阳的光和热源自核聚变;氢弹的能量也来自核聚变。物理学家和工程师数十年来也一直在努力研究如何通过核聚变发电。现在,研究人员能够轻松制造出可控核聚变反应——只要让氢原子核足够猛烈地碰撞压缩到一起,它们就会融合,并释放出中子和能量。然而,要让核聚变用于发电,就必须做到更高效,以使反应所释放的能量大于触发反应(被称为“点火”)所需的能量,这是科学界的一道难题。
因此,美国利弗莫尔国家实验室国家点火装置(National Ignition Facility)的科学家设计出一套新方案:用核聚变来驱动裂变,利用原子分裂产生的能量来驱动传统核反应堆。该实验室主任爱德华·摩西(Edward Moses)声称,利用这一机制运作的实验性核电站有望在20年内建成。
根据利弗莫尔实验室的构想,要先在一个反应室的内壁上排放一厚层铀或其他核燃料,然后利用激光脉冲在反应室内触发核聚变爆炸,放射出的中子轰击到内壁上的核燃料后,会使其中的原子分裂。这可以将反应室的能量输出提升3倍,甚至更多。
和平利用核聚变驱动裂变概念的提出,要追溯到上世纪50年代。当时,苏联的氢弹之父安德烈·萨哈罗夫(Andrei Sakharov)首次提出了这个设想。
既然大部分能量仍来自裂变,为什么不继续使用传统核电站,却非要不厌其烦地研究由聚变来触发呢?原因在于,裂变反应堆要依赖于链式反应,即裂变的原子释放出的中子会触发更多原子发生裂变。想要维持链式反应的进行,就必须用钚或浓缩铀作为燃料,这两种材料都能用于生产核武器。