中銀國際發佈研究報告稱，昨日（12月13日）美國LLNL宣佈其國家點火裝置（NIF）在12月5日的實驗中首次實現在可控核聚變中的淨能量增益。該行認爲，通往商業核聚變的道路仍然漫長艱險，但NIF的淨增益里程碑應能吸引更多的政府和民間投資於聚變研發，以期再次重塑全球能源格局。

中銀國際主要觀點如下：

聚變基礎

聚變指兩個原子核在碰撞過程中克服庫倫勢壘產生新的原子核和其它粒子的過程，產生巨大的能量。爲了將聚變用於民用發電，發明了數十種聚變裝置，根據其等離子體約束方式大致分爲三類：1）慣性約束ICF，NIF採用的激光方式即屬於此類；2）磁約束MCF，如託卡馬克裝置等；3）磁慣性約束MIF，爲前兩者的結合。對於聚變能發展來說，輸出能量大於輸入能量是重要的里程碑，稱爲淨增益，記爲Q>1。

NIF的淨增益實驗

根據LLNL的公告，在12月5日的實驗中向標靶輸入了2.05兆焦能量，獲得了3.15兆焦的輸出，即實現了Qsci=1.54，首次在可控條件下實現了Q>1。考慮到容器內部的能量損失，該行測算靶丸裏的能量增值達到12倍以上。這一里程碑也再次確認了聚變點火的勞森判據，有助於在可控條件下進一步探索點火條件後的等離子物理。從現實的角度來說，也將有助於推進核武器及各種路線核聚變發電的發展。

同時，也需要注意此次淨能量增益指的僅是實驗的最後一步。根據《物理世界》報導，NIF發生激光並增強、送至標靶的過程中的能量效率可能只有1%，而通常的汽輪機發電效率約爲40%。即使激光效率提高到10%，採用類似NIF的非直接點火方式的商用ICF所需要的Q值可能需高於100。而ICF商用本身也面臨設計複雜、難以穩定連續實現轟擊、單次聚變持續時間短、標靶製備困難、激光和光學系統成本高等挑戰。

本質上來說，NIF的開發是爲了服務美國的核威懾戰略。1996年通過了全面禁止核武器實驗條約，而核聚變點火不涉及爆炸，卻能通過模擬氫彈爆炸環境增強核威懾能力。此外，NIF的開發過程本身也帶動了激光、光學材料和等離子物理等的發展。

託卡馬克仍是最有希望的聚變發電路線

作爲磁約束聚變裝置，託卡馬克更能夠在較長時間內維持等離子體聚變。近年來隨着高溫超導磁體和第一壁材料等的突破，小型化、有經濟性的託卡馬克裝置逐漸成爲可能。開發中的託卡馬克裝置也被普遍認爲有望實現淨增益，其中ITER和CFS的SPARC處於領跑位置。商用託卡馬克的主要障礙之一在於氚的供應。而替代燃料如氦-3僅在月球上大量存在，且氘氦聚變要求的三重積也遠高於氘氚聚變。