當地時間周四,美國總統特朗普旗下社交媒體公司特朗普科技集團發布公告,與獲得Alphabet支持的美國核聚變能源公司TAE Technologies簽署最終合并協議,雙方將通過全部股票交易合并,總價值超60億美元。
特朗普科技發聲明稱,計劃在2026年選址并開始建設世界上第一個公用事業規模的核聚變發電廠,并獲得必要批準。
難度降維到幼兒園。
簡單說,核聚變就是通過輕原子核(如氫同位素氘和氚),在極端高溫高壓被壓迫聚合,結合成較重原子核并釋放能量的過程,其核心原理與太陽內部的核聚變反應類似,因此也被稱為“人造太陽”。
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跟我們熟悉的原子彈或者傳統核電站那種核裂變不同,核聚變主要是通過輕核(氘、氚)聚變釋放能量,而傳統的核反應是通過重核(鈾、钚)裂變釋放能量。像核聚變的氘可從海水中提取,儲量可供人類使用數百億年,不像核裂變的原料那么稀奇。
從安全程度上來說,可控核聚變的產物為無放射性的氦,僅少量短壽命低放射性廢物;傳統核裂變會產生長壽命高放射性核廢料(如钚-239半衰期2.4萬年)。一旦發生意外失控的話,核聚變反應也會自動終止,因為其高度依賴環境,傳統的核裂變影響就不用我說啦。
能量效率上,單位可控核聚變釋放的能量可以達到目前我們化石燃料的千萬倍,是核裂變的4倍。舉個例子,一噸氘實現聚變釋放的能量相當于700萬噸原油燃燒釋放的能量,足夠全南京市的私家車開2年,還不釋放溫室氣體。
所以,其一直被譽為人類能源的終極目標,在AI產業急速發展需要大量耗電的時代,重要性更不言而喻。
1951年,蘇聯科學家提出“托卡馬克”概念,它是一種環形裝置,通過約束電磁波驅動,創造氘、氚實現聚變的環境和超高溫,從而實現人類對聚變反應的控制。到1960年代,蘇聯建成首個托卡馬克裝置T-3,驗證了磁約束的可行性。
除了磁約束,我國科學家王淦昌還在1964年提出了用激光打靶實現核聚變的慣性約束設想,即利用粒子的慣性作用來約束粒子本身,從而實現核聚變反應的一種方法,也被稱為激光約束。
1970年代,美國、歐洲、日本相繼加入研究,技術路線也主要集中在磁約束和慣性約束兩大方向。
1985年,國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃啟動,目標是驗證核聚變發電的可行性,至此,核聚變也開始從軍用研究轉向民用研究,我國在2006年正式加入該計劃。
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1993年,我國建成首座超導托卡馬克裝置HT-7,成為全球第四個掌握超導技術的國家。
2006年,我國自主研制的全超導托卡馬克裝置EAST(東方超環)建成,首次實現所有磁體使用超導材料。
2012年,美國國家點火裝置(簡稱NIF,也是世界上最大的激光約束聚變裝置)首次實現能量增益,但僅能維持極短時間。
2023年,NIF實現輸入2.05兆焦耳激光,輸出3.15兆焦耳聚變能,即Q=1.5的能量增益。
2025年1月,我國的EAST裝置實現1億攝氏度等離子體運行1066秒,創造世界紀錄,新一代“中國環流三號”裝置突破高約束模式運行。
2025年3月,中國合肥緊湊型聚變實驗裝置園區(BEST)項目啟動,計劃2027年建成全球首個緊湊型聚變發電演示裝置。
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截至目前,可控核聚變在技術上還存在諸多難點。
比如,條件約束上,需要將等離子體加熱至1億攝氏度以上(遠高于太陽的核心溫度)并維持足夠密度和能量約束時間;磁約束需要超導線圈在-269℃以下運行以維持強磁場,慣性約束需多束激光精確同步和靶丸均勻壓縮。
再比如,材料耐受性上,第一壁材料需承受高能中子輻照和高溫粒子轟擊,超導材料需在極端低溫下保持穩定,就是上面我們說的-269℃以下。
還有原料提取以及能量轉化問題,所以短時間內,不太可能商業化。
但各國的布局速度明顯加快了。
根據美國核聚變產業協會數據,美國擁有29家核聚變研發企業,英國有4家,中國、德國、日本均有3家,
中國在“十四五”階段,就把可控核聚變納入能源規劃,目標2035年建成示范電站,2050年實現商業化發電,且在2023年由中核集團牽頭,聯合33家央企和科研單位成立可控核聚變創新聯合體。
今年7月,由OpenAI創始人和軟銀風險投資部門支持的美國初創公司Helion Energy宣布啟動全球首座核聚變電廠ORION的建設,以期是現在2028年前向微軟輸送50MW聚變電力,開啟商業化大門,
盡管困難重重,但各國政策與資本共振,正推動人類邁向無限清潔能源這一終極目標快速發展。
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