科技日報記者?劉霞

俗話說“萬物生長靠太陽”。在太陽內部，無時無刻不在發生著核聚變反應，為大自然提供最普遍的能量來源。核聚變反應有望為人類提供近乎無限的清潔能源，對于解決全球能源危機至關重要。

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鑒于此，科學家們正在地球上建造核聚變裝置——“人造太陽”，希望其能像太陽一樣發生核聚變反應，從而源源不斷地產生能量。隨著技術的進步，核聚變也吸引了越多越多私人投資。據美國《新聞周刊》網站最近報道，2022年核聚變領域的私人投資額激增，該行業短短一年的投資額就超過此前的投資總額。

幾乎無限的清潔能源

就目前人類的科技水平而言，核聚變可以被稱為人類能源的“終極方案”。現在人類核電站反應堆采用的都是核裂變——較重的放射性元素（如鈾和钚）原子核分裂產生能量。核聚變則是將較輕元素（如氘、氚）的原子核融合生成較重元素（如氦）。當產生的原子質量小于參與反應的原子質量時，多余的質量就會轉化為能量，釋放出大量光和熱。太陽內部時時刻刻都在發生這樣的反應，這也是太陽哺育天地萬物的能量來源。

美國密歇根大學等離子體物理學家卡洛琳·庫蘭茲解釋說，相比核裂變，核聚變釋放出的能量更多。核聚變也不會產生二氧化碳等溫室氣體以及核廢料等污染物，非常清潔。而且反應所必需的燃料氘可以直接從海水中提取，氚則可以通過中子和鋰反應產生。因此，“核聚變產生的基本上是無限的清潔能源”。

此外，核聚變反應堆也不會出現堆芯熔毀的危險。如果能夠穩定長時間維持可控核聚變，并且保證輸出的能量大于輸入能量，人類就相當于給自己造了一個“人造太陽”，能源問題有望一勞永逸地解決。

獲私人資本青睞

“人造太陽”的光芒如此耀眼，它展現出的美妙前景如此誘人，私人資本已經開始買單了！

核聚變工業協會（FIA）最新發布的報告顯示，2022年核聚變領域的私人投資額激增，該行業短短一年的投資額就超過此前的投資總額。這是FIA發布的第二份全球核聚變產業報告。報告顯示，對核聚變的私人投資總額為47億美元，與去年第一份報告的數據相比，增加了28.3億美元。

2021年12月，美國一家以商業核聚變為目標的美國聯邦核聚變系統公司（CFS）宣布拿到18億美元的融資，這一數字刷新了人類歷史上核聚變私人投資額的紀錄。CFS報道稱，這次投資方包括比爾蓋茨、索羅斯、谷歌母公司“字母表”等一眾大佬。

另據美國《新聞周刊》網站7月19日報道，美國石油巨頭雪佛龍日前宣布，該公司參與了對谷歌支持的核聚變初創公司TAE Technologies的投資，一輪金額達2.5億美元。成立于1998年的TAE技術公司擁有“非放射性方法”，總共籌集到12億美元，其目標是在2030年代早期打造一個可供商業使用的核聚變反應堆。該公司的第五代聚變反應堆“諾曼”于2017年亮相，目前已被證明能夠在超過7500萬攝氏度的溫度下維持穩定的等離子體。

TAE技術公司的核聚變反應裝置“諾曼”。“諾曼”于2017年建造完成，據稱能夠在超過7500萬攝氏度的溫度下維持穩定的等離子體。圖片來源：TAE技術公司網站

此外，數據顯示，在過去5年左右的時間里，核聚變創業公司如雨后春筍般爭相冒出，數量不斷增長，且似乎沒有下降趨勢。

FIA首席執行官安德魯·霍蘭德在其發布的全球核聚變產業報告中稱：“未來有一天，當人們為核聚變產業著書立傳時，過去12個月將被視為一個轉折點，核聚變將從此走出實驗室，進入市場，絕大多數公司預測核聚變將在21世紀30年代某個時刻首次為電網供電。”

《新聞周刊》網站在報道中指出，目前絕大多數核聚變初創公司都在開發用于能源目的的核聚變反應堆，也有一些公司專注其他市場，如研發用于太空和海洋行業的推進系統等。

任重而道遠

理想很豐滿，現實很骨感。對于人類來說，可控核聚變是最誘人的科學技術挑戰之一，但迄今為止，還沒有任何國家和團隊實現了正輸出——產生的能量比耗費的能量多。不過，科學家們在不斷朝這一目標邁進。

今年1月，一個由超百名科學家組成的團隊在最新一期《自然》雜志上發表了4項實驗成果。美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置在實現核聚變目標的路上取得了里程碑式的突破，獲得了所謂的“燃燒等離子體”，這意味著核聚變燃燒可以由反應本身產生的熱量來維持，而不是靠輸入的激光能量。研究人員稱，試驗產生了高達0.17兆焦耳的能量，但仍小于啟動核聚變過程所需的1.9兆焦耳的能量。他們下一步的目標是實現“點火”，即核聚變反應產生的能量大于其消耗的能量。

盡管如此，研究論文合著者、勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室核聚變項目首席科學家奧馬爾·哈瑞肯表示，最新實驗結果令人興奮，但我們離實用的核聚變能源還有很長的路要走，也許需要幾十年。

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