一家私人核聚變公司在一個新反應堆中首次將氫的等離子體加熱到2700萬華氏度(1500萬攝氏度)——比太陽的核心溫度還要高。英國托卡馬克能源公司表示，等離子體測試是世界上第一個用核聚變能源生產(chǎn)商業(yè)電力的里程碑，可能在2030年實現(xiàn)。該公司以真空室命名，在強大的磁場中包含聚變反應。6月初該公司宣布在實驗ST40聚變反應堆中制造超高溫等離子體。這次成功的測試——托卡馬克能源公司迄今為止獲得的最高等離子溫度——意味著該反應堆將于明年準備進行一次更熱的等離子體測試，溫度超過1.8億華氏度(1億攝氏度)。

博科園-科學科普：這將使ST40反應堆達到可控核聚變所需的工作溫度，該公司計劃到2025年再建一座反應堆，將產(chǎn)生數(shù)兆瓦的核聚變能量。托卡馬克能源公司的聯(lián)合創(chuàng)始人大衛(wèi)·金厄姆在接受Live Science采訪時說：這真是太令人興奮了。很高興看到數(shù)據(jù)通過，能夠得到高溫等離子體——這可能超出了我們的預期，科學事實還是虛構？

10個科幻概念的合理性。托卡馬克能源公司(Tokamak Energy)是數(shù)家私人資助的公司之一，這些公司都在競相開發(fā)一種能夠為電網(wǎng)供電的聚變反應堆，這可能比法國的ITER聚變反應堆項目甚至有望實現(xiàn)其“第一個等離子體”要早幾年。再過十年，實驗的ITER反應堆才會準備好進行持續(xù)的核聚變——即便如此，這個反應也不會被用來發(fā)電。

引人注目

氫與重元素氦的核聚變是使我們的太陽和其他恒星持續(xù)燃燒數(shù)十億年的主要核反應——這就是為什么聚變反應堆有時被比作“瓶中的恒星”。核聚變也發(fā)生在威力強大的熱核武器中，也被稱為氫彈，在這種武器中，钚裂變裝置將氫加熱到聚變溫度，產(chǎn)生的爆炸威力是核裂變炸彈的數(shù)十萬倍。像ITER和Tokamak能源反應堆這樣的地球受控核聚變項目也將聚變氫燃料，但在比太陽內部更高的溫度和更低的壓力下。核聚變的支持者說，它可以通過從相對少量的重氫同位素氘和氚中產(chǎn)生大量電能，從而淘汰許多其他類型的發(fā)電。重氫同位素氘和氚在普通海水中相對豐富。氘會產(chǎn)生十億瓦特的電力，持續(xù)一年，而反應堆里的重氫燃料在任何時候都只有幾克。

根據(jù)美國能源情報署(US energy Information Administration)的數(shù)據(jù)，這足夠為超過70萬美國家庭供電?，F(xiàn)有的核裂變電站在不產(chǎn)生溫室氣體排放的情況下發(fā)電，但它們的燃料是鈾和钚等放射性重元素，產(chǎn)生的高放射性廢物必須仔細處理和儲存。從理論上講，聚變反應堆產(chǎn)生的放射性廢料可能比裂變反應堆少得多，而它們相對較小的燃料需求意味著，像切爾諾貝利災難或福島核事故這樣的核熔毀是不可能的。然而，曾在普林斯頓等離子物理實驗室(Princeton Plasma Physics Laboratory)擔任物理學家的經(jīng)驗豐富的核聚變研究人員丹尼爾·賈斯比(Daniel Jassby)警告稱，ITER和其他核聚變反應堆仍將產(chǎn)生大量放射性廢物。

核聚變之路

托卡馬克能源公司計劃建造的ST40反應堆和未來的反應堆采用了緊湊的球形托卡馬克設計，它的真空室?guī)缀跏菆A形的，而不是ITER反應堆使用的更寬的甜甜圈形狀。一個關鍵的進展是使用高溫超導磁體來產(chǎn)生強大的磁場，以防止過熱的等離子體破壞反應堆壁。托卡馬克能源反應堆周圍7英尺高(2.1米)的電磁鐵被液氦冷卻到零下423.67華氏度(零下253.15攝氏度)。先進的磁性材料的使用使托卡馬克能源反應堆比ITER反應堆的設計有了顯著的優(yōu)勢，該反應堆將使用耗電的電磁鐵冷卻到絕對零度以上幾度。

其他投資資助的核聚變項目包括正在開發(fā)的基于英國哥倫比亞的通用聚變反應堆，以及位于加州的TAE技術?？偛课挥谌A盛頓的Agni Energy公司本周早些時候報道稱，該公司在控制核聚變方面取得了早期實驗的成功，采用了一種不同的方法，被稱為“波束目標核聚變”(beam-target fusion)。一個最先進的私人資助核聚變項目是由美國開發(fā)的致密聚變反應堆。美國國防和航天巨頭洛克希德·馬丁公司在加州的臭鼬工廠工程部工作。一個100兆瓦的聚變反應堆可以為10萬戶家庭供電，它的體積可以小到可以裝上卡車拖車，可以開到任何需要的地方。

博科園-科學科普｜文：Tom Metcalfe/Live Science