徹底取代化石燃料？這家公司要在2027年推出商用核聚變反應堆

雷鋒網消息，一家名為Tri Alpha Energy（以下簡稱TAE）的美國公司剛剛獲得了5億美元的融資，將用來開發可以商用的核聚變技術，以徹底取代化石能源。

由於核聚變燃料可來源於海水，所以核聚變的燃料幾乎是取之不盡。但是相比核裂變技術，要真正實現核聚變則要難得多。

核聚變，是將兩個較輕的核結合而形成一個較重的核和一個很輕的核（或粒子）的一種核反應形式。如果要進行核聚變反應，首先就必須提高物質的溫度，使原子核和電子分開，處於這種狀態的物質稱為「等離子體」。但由於原子核帶正電，彼此間會互相排斥，所以很難使其彼此互相接近。若要克服其相斥的力量，就必須適當地控制等離子體的溫度、密度和維持時間，此三項條件缺一不可。

此前，TAE的設備能夠讓熱等離子體在1000萬攝氏度的溫度下，穩定地保持5毫秒，如今這個數字已經達到了11.5。而1000萬攝氏度的溫度已經足以維持核聚變反應，這代表了熱核聚變技術一個可能的突破點。

TAE稱，將使用這筆資金來改進設備，讓熱等離子體在更高的溫度環境下保持更長的穩態時間。他們預測，將在2027年推出世界上第一台商用核聚變反應堆。

TAE研究的是一種特定類型的聚變能：將氫原子加熱到30億攝氏度後（比太陽表面的溫度還要高），會產生由自由電子和帶電離子組成的等離子體。當等離子體中的離子相互碰撞融合時，就會結合成新的原子，並釋放大量的能量。

雖然這是一個相對簡單的概念，但是最大的難題是需要將氣體加熱到如此高的溫度。目前，還沒有任何一種材料能夠承受如此高的溫度。

多年來，為了解決這個難題，科學家們想出了兩個辦法：一種是慣性約束核聚變，縮短引爆的時間；另一種是磁約束核聚變，控制引爆的範圍。TAE使用後一種選擇技術。

TAE宣稱自己已經在反應堆的設計上有了突破：讓等離子體在長管型的設備中碰撞來產生熱量。

根據《科學》雜誌的報道，這個團隊將磁鐵圍繞在一個雪茄型的裝置上，用來發射不同角度的等離子束。

在高能粒子束的作用下，使得氫原子核硼原子能夠保持在等離子狀態。「這是一個很大的難題，但是他們似乎找到了控制的方法。」TAE的競爭對手Energy/Matter Conversion Corporation告訴《科學》雜誌。

不過，TAE並未公開更多詳細的信息。但是《科學》雜誌已經確認，TAE正在計劃打造一個核聚變管道，將能夠達到更高的溫度，並維持更長的時間。

據報道，通過這種方法，科學家們曾將氣體加熱到1000萬攝氏度，並保持11.5毫秒，之所以沒有達到更高的溫度，是因為燃料用盡了。

但是，這距離讓氫和硼發生熱核聚變所需的30億攝氏度的高溫仍然還有很大的差距。據雷鋒網了解，這個團隊準備利用獲得的5億美元來改進現有的設備——C-2U，計劃將其所能達到的溫度提高10倍。

目前人類已經可以實現不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸，但是可控核聚變仍然處在實驗階段，要實現真正的商用還有很長的路要走。對於TAE能否依靠5億美元在2027年推出能夠商用的核聚變反應堆，這裡要打上一個大大的問號。

viaDailyMail（雷鋒網編譯，未經許可不得轉載。）