美國將宣佈核聚變能源突破 - 《華爾街日報》

位於加利福尼亞州利弗莫爾的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置內的目標艙。圖片來源：Damien Jemison/Associated Press美國能源部表示，將於週二宣佈核聚變持續研究中的一項突破性進展，這項技術因其作為清潔、近乎無限能源的潛力而長期備受期待。

發佈會定於美國東部時間上午10點在能源部華盛頓總部舉行。

開展此項研究的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室發言人拒絕對研究細節置評，表示實驗數據仍在分析中。

該實驗室的國家點火裝置使用近200台激光器將氫原子加熱至超過1.8億華氏度的高温，並施加超過地球大氣壓1000億倍的壓力。這種極端條件會形成等離子體，使氫原子發生聚變並釋放巨大能量，該過程與太陽及其他恆星的供能原理相同。

英國《金融時報》此前報道了美國能源部即將發佈的聚變相關公告。

核聚變因其比化石燃料或核裂變（通過原子分裂而非結合釋放能量）更具環境可持續性的能源前景，正吸引全球投資者和數十家公司的密切關注。

目前的核電站通過核裂變產生能量，核裂變發電量約佔全球電力的10%，且不產生碳排放，但會產生可存續數千年的放射性廢物。

核聚變既不會產生這種長期存在的廢物，也不會像燃燒化石燃料那樣排放二氧化碳和其他温室氣體。它有望利用氫等常見元素，通過原子融合來創造近乎無限的能量。

“這基本上是最偉大的獎賞，“比爾·蓋茨創立的突破能源風投公司合夥人菲爾·拉羅謝爾表示。該公司管理着20億美元資金，投資於能影響氣候變化的企業。

根據核聚變工業協會追蹤的投資數據，近年來私營核聚變公司已獲得超過50億美元融資。各公司正在研發不同的聚變反應堆設計，但大多數都依賴於在強大磁場約束的等離子體（一種高温帶電氣體）中發生的聚變。從事激光慣性聚變研究的公司已籌集約1.8億美元。

勞倫斯利弗莫爾國家實驗室國家點火設施提供的示意圖，描繪了空腔靶膠囊內的靶丸，激光束從兩端開口射入。圖片來源：勞倫斯利弗莫爾國家實驗室/美聯社蓋茨先生及其他財力雄厚的投資者，包括傑夫·貝索斯和彼得·蒂爾，正試圖在清潔技術投資熱潮中將核聚變商業化。Breakthrough公司已投資兩家核聚變企業——Commonwealth Fusion Systems LLC和Zap Energy Inc。

蒂爾先生的Mithril Capital資本支持了採用脈衝非點火聚變技術的初創企業Helion Energy Inc.。主權財富基金也向核聚變初創公司投入資金，包括馬來西亞和新加坡投資了加拿大公司General Fusion——該公司同樣獲得貝索斯注資。General Fusion正在開發採用磁化靶向聚變技術的發電廠。

General Fusion首席執行官格雷格·特温尼表示，雖然科技創始人是最初投資核聚變公司的主力，但資金正開始來自更主流的機構。該公司已融資超3億美元：“隨着技術進步和重大技術里程碑的實現，我們看到大型機構正逐步介入。”

但核聚變要接入電網供電仍有長路要走。商業化面臨的主要障礙是迄今未能實現"淨能量增益”，即聚變輸出能量需超過用於加熱原子的激光束輸入能量。

即便科學家成功驗證淨能量增益，要產生足夠電網供電的能量仍任重道遠。例如勞倫斯利弗莫爾實驗室使用的激光器本身耗能巨大，聚變反應必須產生足以抵消這部分能耗的電力才具商業可行性。

倫敦帝國理工學院等離子體物理學教授傑里米·奇滕登表示：“70多年來，從事核聚變研究的每個人都在努力證明，從聚變中產生的能量可以超過投入的能量。”

在有人證明這一點之前，核聚變將無法擺脱其“永遠只差一步”的技術名聲。

麻省理工學院教授、Commonwealth Fusion Systems創始人之一丹尼斯·懷特表示，該行業迫切需要克服核聚變“永遠需要無限時間”的名聲。Commonwealth Fusion Systems已籌集逾18億美元，是核聚變領域規模最大的私人投資。

懷特説：“氣候變化和現在的能源安全是主要驅動因素，特別是我們在烏克蘭遭入侵後在歐洲看到的情況。”他補充説，私人投資將加快核聚變的發展時間表。

世界上最大的核聚變項目是ITER，這是一個在法國進行的耗資220億美元的跨國政府資助項目。該項目經歷了延誤，但目標是在2025年底之前製造出超熱等離子體。全面核聚變將在十年後實現。

致信埃裏克·尼勒，郵箱：[email protected]；致信艾琳·伍德沃德，郵箱：[email protected]；致信詹妮弗·希勒，郵箱：[email protected]

刊載於2022年12月13日的印刷版，標題為“美國將公佈核聚變能源進展”。