為了使通過核聚變產生的無限清潔能源的前景成為現實，科學家們需要該技術的核心反應能夠自我維持，而最新發表的研究使他們更加接近這一目標。科學家們在美國家點火裝置(NIF)中使用高功率激光器首次實現了“燃燒的等離子體”，其在一個轉瞬即逝的時刻展示了燃料如何能提供保持反應所需的大部分熱量。
自2009年上線以來，科學家們一直在NIF追求核聚變技術，並使用安裝在一座10層樓高的建築物內的192台激光器將1.9兆焦耳的紫外線能量傳遞到一個大約有滾珠軸承大小的燃料艙。這產生了巨大的壓力和溫度，進而使得獨立的原子融合成氦氣，這一反應釋放出了巨大的能量。
這模擬了在太陽內部發生的反應，但問題是在地球上創造這些反應需要大量的能量來啟動這一過程。這個領域的首要目標是讓核聚變反應成為主要的熱源，創造一種自我維持的核聚變形式和持續的能源生產。
2020年11月和2021年2月在NIF進行的實驗結果證實，朝着這一目標邁出了微小但關鍵的一步。科學家們對實驗裝置做了一些調整，其中包括擴大集中在燃料上的激光能量，同時改變目標的幾何形狀和激光束之間的能量傳輸方式。這樣做的結果是以一種新的方式來控制壓縮和加熱燃料的內爆過程從而創造出自熱等離子體。
“在這些實驗中，我們首次在任何核聚變研究設施中實現了燃燒的等離子體狀態，在這種狀態下，從燃料中發出的核聚變能量超過了啟動核聚變反應所需的能量或對燃料所做的工作量，”這項研究的論文第一作者Annie Kritcher說道。
儘管等離子體的壽命被測量為僅為納秒級，但燃燒等離子體的成就是向核點火邁出的一步，在核點火過程中會繼續為自己提供燃料以產生能量。這一現實可能仍是幾十年後的事，但科學家們認為這些短暫的自熱等離子體片段是一個重要的概念證明。
這項研究的論文第一作者Alex Zylstra指出：“幾十年來，聚變實驗使用大量的‘外部’加熱使等離子體變熱來產生聚變反應。現在，我們第一次有了一個系統，核聚變本身提供了大部分的加熱。這是通往更高水平的核聚變性能道路上的一個關鍵里程碑。”