美国将宣布核聚变能源突破 - 《华尔街日报》

位于加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置内的目标舱。图片来源：Damien Jemison/Associated Press美国能源部表示，将于周二宣布核聚变持续研究中的一项突破性进展，这项技术因其作为清洁、近乎无限能源的潜力而长期备受期待。

发布会定于美国东部时间上午10点在能源部华盛顿总部举行。

开展此项研究的劳伦斯利弗莫尔国家实验室发言人拒绝对研究细节置评，表示实验数据仍在分析中。

该实验室的国家点火装置使用近200台激光器将氢原子加热至超过1.8亿华氏度的高温，并施加超过地球大气压1000亿倍的压力。这种极端条件会形成等离子体，使氢原子发生聚变并释放巨大能量，该过程与太阳及其他恒星的供能原理相同。

英国《金融时报》此前报道了美国能源部即将发布的聚变相关公告。

核聚变因其比化石燃料或核裂变（通过原子分裂而非结合释放能量）更具环境可持续性的能源前景，正吸引全球投资者和数十家公司的密切关注。

目前的核电站通过核裂变产生能量，核裂变发电量约占全球电力的10%，且不产生碳排放，但会产生可存续数千年的放射性废物。

核聚变既不会产生这种长期存在的废物，也不会像燃烧化石燃料那样排放二氧化碳和其他温室气体。它有望利用氢等常见元素，通过原子融合来创造近乎无限的能量。

“这基本上是最伟大的奖赏，“比尔·盖茨创立的突破能源风投公司合伙人菲尔·拉罗谢尔表示。该公司管理着20亿美元资金，投资于能影响气候变化的企业。

根据核聚变工业协会追踪的投资数据，近年来私营核聚变公司已获得超过50亿美元融资。各公司正在研发不同的聚变反应堆设计，但大多数都依赖于在强大磁场约束的等离子体（一种高温带电气体）中发生的聚变。从事激光惯性聚变研究的公司已筹集约1.8亿美元。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火设施提供的示意图，描绘了空腔靶胶囊内的靶丸，激光束从两端开口射入。图片来源：劳伦斯利弗莫尔国家实验室/美联社盖茨先生及其他财力雄厚的投资者，包括杰夫·贝索斯和彼得·蒂尔，正试图在清洁技术投资热潮中将核聚变商业化。Breakthrough公司已投资两家核聚变企业——Commonwealth Fusion Systems LLC和Zap Energy Inc。

蒂尔先生的Mithril Capital资本支持了采用脉冲非点火聚变技术的初创企业Helion Energy Inc.。主权财富基金也向核聚变初创公司投入资金，包括马来西亚和新加坡投资了加拿大公司General Fusion——该公司同样获得贝索斯注资。General Fusion正在开发采用磁化靶向聚变技术的发电厂。

General Fusion首席执行官格雷格·特温尼表示，虽然科技创始人是最初投资核聚变公司的主力，但资金正开始来自更主流的机构。该公司已融资超3亿美元：“随着技术进步和重大技术里程碑的实现，我们看到大型机构正逐步介入。”

但核聚变要接入电网供电仍有长路要走。商业化面临的主要障碍是迄今未能实现"净能量增益”，即聚变输出能量需超过用于加热原子的激光束输入能量。

即便科学家成功验证净能量增益，要产生足够电网供电的能量仍任重道远。例如劳伦斯利弗莫尔实验室使用的激光器本身耗能巨大，聚变反应必须产生足以抵消这部分能耗的电力才具商业可行性。

伦敦帝国理工学院等离子体物理学教授杰里米·奇滕登表示：“70多年来，从事核聚变研究的每个人都在努力证明，从聚变中产生的能量可以超过投入的能量。”

在有人证明这一点之前，核聚变将无法摆脱其“永远只差一步”的技术名声。

麻省理工学院教授、Commonwealth Fusion Systems创始人之一丹尼斯·怀特表示，该行业迫切需要克服核聚变“永远需要无限时间”的名声。Commonwealth Fusion Systems已筹集逾18亿美元，是核聚变领域规模最大的私人投资。

怀特说：“气候变化和现在的能源安全是主要驱动因素，特别是我们在乌克兰遭入侵后在欧洲看到的情况。”他补充说，私人投资将加快核聚变的发展时间表。

世界上最大的核聚变项目是ITER，这是一个在法国进行的耗资220亿美元的跨国政府资助项目。该项目经历了延误，但目标是在2025年底之前制造出超热等离子体。全面核聚变将在十年后实现。

致信埃里克·尼勒，邮箱：[email protected]；致信艾琳·伍德沃德，邮箱：[email protected]；致信詹妮弗·希勒，邮箱：[email protected]

刊载于2022年12月13日的印刷版，标题为“美国将公布核聚变能源进展”。