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科学家们经过几十年的失败尝试后，相信他们终于接近实现所需规模的核聚变，以产生丰富的清洁能源。近年来的几次成功测试让能源专家对核聚变的未来充满乐观，尽管有人认为我们离实现商业规模核聚变还有很长的路要走。然而，美国劳伦斯利佛摩国家实验室等全球各地实验室的成就鼓舞了公司对这一领域的大规模投资。
去年8月，美国科学家在加利福尼亚州的国家点火设施（NIF）第二次实现核聚变反应中的净能量增益。这标志着核技术的重大突破。该核聚变反应产生了3.15兆焦的能量，比第一次成功尝试产生的能量多。今年早些时候，英国JET实验室的科学家通过核聚变过程实现了比以往任何时候都更多的能量产生。这一成就是在实验室进行了四十年核聚变研究后的最后一次实验中取得的。
尽管这是令人鼓舞的，但科学家们迅速强调这并不意味着我们接近实现商业规模核聚变。曼彻斯特大学核聚变研究员安尼卡·汗博士在BBC新闻中解释说：“为了让地球上的原子聚变在一起，我们需要比太阳热十倍的温度 - 大约1亿摄氏度，我们需要足够高的原子密度，以及足够长的时间。” JET实验室的实验在五秒内产生了69兆焦的能量，相当于大约四到五个热水浴的能量。这意味着研究人员在实现发展核聚变发电厂所需的结果上仍有很长的路要走。然而，这一成就将该行业推向实现核聚变目标的更近一步。
如今使用的核能过程核分裂是当中子与较大的原子碰撞时发生的，这迫使其兴奋并分裂成两个较小的原子。还会释放额外的中子，这些中子可以引发连锁反应。每个原子分裂时都会释放大量的能量。铀和钚被用来运行核电站，因为它们易于启动并控制。在这些反应堆中释放的能量是通过核裂变将水加热成蒸汽，然后用于带动涡轮发电生产无碳电力。
相比之下，核聚变是星星产生能量的过程。通过加热并迫使微粒子聚在一起来创建一个更重的微粒子，会释放能量。如果科学家们能够弄清如何成功地将这一过程扩展到商业水平，那么它将能够产生大量的无碳排放清洁能源。与风能和太阳能相比，它还将提供一个更加稳定的清洁能源来源。
尽管大多数科学家认为我们离实现供电核电厂所需规模的核聚变仍有很长的路要走，但这并没有阻止公司在该领域大举投资。2023年，微软与Helion Energy签署了一项电力采购协议，规定该能源公司将在约五年内为这家科技巨头提供核聚变能源。Helion希望在2028年之前投产一座发电厂，目标是50兆瓦的发电量。只需1兆瓦能够为大约1000个美国家庭供电一天。Helion希望其第七代机器Polaris明年投产，利用脉冲高功率磁铁技术实现核聚变供电。它是第一家达到1亿摄氏度的私营公司，并有望扩大其技术规模。
Helion的创始人兼首席执行官大卫·柯特利表示：“50兆瓦是商业规模核聚变的一个重要的第一步，而收入可以直接用来发展更多的发电厂，尽快将核聚变引入美国和国际电网。”到目前为止，Helion已经从风险投资筹集了6.12亿美元，并在达到承诺的期限后还有可能获得18亿美元的进一步资金。此外，它还获得了897万美元的联邦补助。
OpenAI迄今已在Helion投资了约3.75亿美元。本月，OpenAI首席执行官兼联合创始人山姆·奥尔特曼据称正在与Helion就购买由核聚变产生的电力进行谈判。奥尔特曼在今年早些时候达沃斯世界经济论坛上表示：“没有一种方法可以在没有突破的情况下达到目标... 我们需要核聚变，或者我们需要像大规模太阳能加储能这样大幅度降低成本的东西。”
尽管人们对通过核聚变产生丰富的清洁能源的潜力充满热情，但这无疑需要大量资金，但公司在签订电力采购协议时可能有些过早。科学家普遍一致认为，直到本世纪下半叶我们才有可能实现商业规模的核聚变。在过去几十年中，研究人员一再预测核聚变会在20年、30年或50年内实现，但实际上没有办法知道需要多长时间。普林斯顿等离子物理实验室主任史蒂文·考利解释说：“假设到2030年代末我们得到一个可行的试验性装置，虽然那将是一大进展，但这种装置不太可能是商业化的蓝图，所以，我认为从试验性装置到第一个商用反应堆还需要大约10年的阶段。”
本文由Felicity Bradstock为Oilprice.com撰写
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