彻底取代化石燃料？这家公司要在2027年推出商用核聚变反应堆

雷锋网消息，一家名为Tri Alpha Energy（以下简称TAE）的美国公司刚刚获得了5亿美元的融资，将用来开发可以商用的核聚变技术，以彻底取代化石能源。

由于核聚变燃料可来源于海水，所以核聚变的燃料几乎是取之不尽。但是相比核裂变技术，要真正实现核聚变则要难得多。

核聚变，是将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个很轻的核（或粒子）的一种核反应形式。如果要进行核聚变反应，首先就必须提高物质的温度，使原子核和电子分开，处于这种状态的物质称为“等离子体”。但由于原子核带正电，彼此间会互相排斥，所以很难使其彼此互相接近。若要克服其相斥的力量，就必须适当地控制等离子体的温度、密度和维持时间，此三项条件缺一不可。

此前，TAE的设备能够让热等离子体在1000万摄氏度的温度下，稳定地保持5毫秒，如今这个数字已经达到了11.5。据了解，当温度上升到1000万摄氏度时，氘、氚核的平均飞行速度达到每秒300公里，此时等离子体的压力为1000万个大气压以上。在这种条件下，通过氘和氚核相互碰撞，会有一部分核发生聚变反应。

TAE称，将使用这笔资金来改进设备，让热等离子体在更高的温度环境下保持更长的稳态时间。他们预测，将在2027年推出世界上第一台商用核聚变反应堆。

TAE研究的是一种特定类型的聚变能：将氢原子加热到极高的温度后（比太阳表面的温度5500万摄氏度还要高），会产生由自由电子和带电离子组成的等离子体。当等离子体中的离子相互碰撞融合时，就会结合成新的原子，并释放大量的能量。

虽然这是一个相对简单的概念，但是最大的难题是需要将气体加热到如此高的温度。目前，还没有任何一种材料能够承受如此高的温度。

多年来，为了解决这个难题，科学家们提出了两种主流办法：一种是惯性约束核聚变，缩短引爆的时间；另一种是磁约束核聚变，控制引爆的范围。TAE使用后一种选择技术。

TAE宣称自己已经在反应堆的设计上有了突破：让等离子体在长管型的设备中碰撞来产生热量。

根据《科学》杂志的报道，这个团队将磁铁围绕在一个雪茄型的装置上，用来发射不同角度的等离子束。

在高能粒子束的作用下，使得氢原子核硼原子能够保持在等离子状态。“这是一个很大的难题，但是他们似乎找到了控制的方法。”TAE的竞争对手Energy/Matter Conversion Corporation告诉《科学》杂志。

不过，TAE并未公开更多详细的信息。但是《科学》杂志已经确认，TAE正在计划打造一个核聚变管道，将能够达到更高的温度，并维持更长的时间。

据报道，通过这种方法，科学家们曾将气体加热到1000万摄氏度，并保持11.5毫秒，之所以没有达到更高的温度，是因为燃料用尽了。

据雷锋网了解，这个团队准备利用获得的5亿美元来改进现有的设备——C-2U，计划将其所能达到的温度提高10倍至1亿摄氏度，这是设计核聚变反应堆需要达到的温度。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸，但是可控核聚变仍然处在实验阶段，要实现真正的商用还有很长的路要走。对于TAE能否依靠5亿美元在2027年推出能够商用的核聚变反应堆，这里要打上一个大大的问号。

via DailyMail