逐梦“人造太阳”又长又长

根据美国Fun Science网站最近的一篇报道，美国科学家通过核聚变产生了大量的能量，距离“聚变点火”的理想目标又进了一步。点火意味着创造的能量多于消耗的能量，这为核聚变这种新型清洁能源的发展带来了希望。

中国、美国、日本、印度等国正在法国南部联合开发国际热核试验反应堆(ITER)项目，计划于2025年开始运行。除了政府的大力投入外，全球许多大型科技企业都致力于推动核聚变发电的商业化。但是要实现这个目标，还有很多问题需要解决。

“人造太阳”备受关注。

核聚变不同于目前核电站使用的裂变技术。在裂变过程中，重原子核的键将被打破，能量将被释放。但是，如果这个过程无法控制，就会造成严重的核事故。

据《日本经济新闻》网站8月20日报道，在聚变过程中，两个轻核将“结合”在一起，产生一个重核。核聚变中需要使用氘(氘)和氚(超氢)与中子。当达到高温时，原子分解成带正电的原子核和负电子，形成高速流动的“等离子体”状态。这些物质密封在磁场中时会发生剧烈碰撞融合，产生的巨大能量可以作为热能进行发电等等。理论上，1克燃料产生的能量相当于8吨石油。

同样的过程发生在包括太阳在内的恒星内部，因此在地面上再现核聚变反应也被称为“地面上的太阳”。

核聚变有很多优点。首先，核聚变在燃料不足或等离子体不稳定时会停止反应，所以比核裂变更容易控制。其次，核聚变虽然也会产生放射性废物，但产生的废物很少，不会排放温室气体。第三，核聚变所需的直接燃料(氘和氚)容易获得。两者都可以通过电解水得到，具有明显的成本优势。有鉴于此，有科学家认为核聚变是未来潜在的能源。

科技公司竞争实力。

核聚变具有如此多的优势，以至于吸引了政府和科技企业投资研究。

例如，中国、美国、日本、印度等国正在法国南部的卡达拉什开展ITER项目，目标是2025年开始运营，总建设成本约250亿美元。

据彭博新闻7月17日报道，去年12月，美国联邦政府通过法案，拨款47亿美元用于核聚变及相关研究，其中包括向ITER支付15亿美元。美国国家科学院在今年2月发布了一份报告，建议“能源部和私营部门应在2035年至2040年之间在美国建造一座核聚变试验厂”。

科技企业也在竞争。由微软创始人比尔盖茨协助的初创企业，以及谷歌参与的核聚变发电研究，旨在将其作为脱碳电源商业化。麻省理工学院(MIT)正在与其附属的联邦聚变系统公司开展一个项目，目标是在2025年试生产一个核聚变反应堆，最终目标是开发一个200兆瓦的发电站。

根据Crunchbase的数据，目前杰夫贝索斯、Cenovus能源公司等个人和机构已向通用聚变公司投资约1.27亿美元，预计2025年前在英国建设一套测试设备，预计十年内建成商用工厂。

与此同时，许多类似于通用核聚变的其他核聚变初创企业也从政府和大公司那里获得了数十亿美元的资金。以总部位于美国加州的TAE科技公司为例，该公司成立23年来，已募集资金8.8亿美元。

位于日本茨城县的国家量子科技研究发展所的实验研究堆“JT-60SA”已完成主体建设，将于2021年建成并开始实验。预计等离子体状态要求

此外，东京大学将与英国初创公司托卡马克能源公司进行联合研究，今年将致力于将等离子体温度提高到1亿摄氏度的实验。东京大学教授肖表示：“初创企业的优势在于决策迅速。目前，整个项目正在有序推进。”

许多问题仍有待解决。

核聚变发电看起来很有希望，但达到实用水平所需的成本和时间是不可预测的。

例如，在日本，哪个私营企业负责商业化尚未确定。此前，快速重子增殖反应堆文殊号一度被视为日本资源自给的希望，备受期待，投资超过1万亿日元，但最终商业化失败。据103010报道，如果政府和企业的责任都不明确，很可能会重蹈覆辙。

此外，虽然辐射水平不高，核聚变发电仍然会产生放射性废物。在日本，福岛核电站事故后，谨慎使用核能的舆论有所增加。要实现商业化，除了考虑成本和技术发展，还需要被人们理解。

更重要的是，进行核聚变相当困难。这个过程会产生难以置信的高温，这需要大量的能量输入。到目前为止，能源投入始终超过产出，这是阻碍核聚变成为可行能源的最大“障碍”之一。

美国趣味科学网站报道称，美国国家点火实验设施(NIF)的科学家将一个包含200个激光的巨大激光阵列集中在一个微小的点上，并产生了巨大的能量爆发，这是他们过去产生的能量的8倍。虽然这种能量只持续了十亿分之一秒，但它让科学家离“聚变点火”又近了一步。

NIF负责人杰里米奇滕登(Jeremy Chittenden)谨慎地表示：“将这一概念转化为可再生能源可能是一个漫长的过程，需要克服许多重大技术困难。”