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融合技術，以徹底取代石化能源。由於核融合燃料可來源於海水，所以核融合的燃料幾乎是取之不盡。但是相比於現今採用的核分裂技術，要真正實現核融合則要難得多。
核融合，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。如果要進行核融合反應，首先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「電漿」。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，就必須適當地控制電漿的溫度、密度和維持時間，此三項條件缺一不可。
先前，TAE 的設備能夠讓熱電漿在攝氏 1,000 萬度的溫度下，穩定地保持 5 毫秒，如今這個數字已經達到了 11.5 毫秒。據了解，當溫度上升到攝氏 1,000 萬度時，氘、氚核的平均飛行速度達到每秒 300 公里，此時電漿的壓力為 1,000 萬個大氣壓以上。在這種條件下，通過氘和氚核相互碰撞，會有一部分核發生融合反應。
TAE 稱，將使用這筆資金來改進設備，讓電漿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融合反應爐。
TAE 研究的是一種特定類型的核融合能源：將氫原子加熱到極高的溫度後（比太陽表面的溫度攝氏 5, 500 度還要高），會產生由自由電子和帶電離子組成的電漿。當電漿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，科學家們提出了兩種主流辦法：一種是慣性約束核融合，縮短引爆的時間；另一種是磁約束核融合，控制引爆的範圍。TAE 選擇使用後者。
TAE 宣稱自己已經在反應爐的設計上有了突破：讓電漿在長管型的設備中碰撞來產生熱量。根據《科學》雜誌的報導，這個團隊將磁鐵圍繞在一個雪茄形的裝置上，用來發射不同角度的電漿束。
在高能粒子束的作用下，使氫原子核硼原子能夠保持在電漿狀態。「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訊息。但是《科學》雜誌已經確認，TAE 正在計劃打造一個核融合管道，將能夠達到更高的溫度，並維持更長的時間。
據報導，透過這種方法，科學家們曾將氣體加熱到攝氏 1,000 萬度，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。
據了解，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 倍至 1 億攝氏度，這是設計核融合反應爐需要達到的溫度。
目前人類已經可以實現不受控制的核融合，如氫彈的爆炸，但是可控核融合仍然處在實驗階段，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 年推出商用的核融合反應爐，這裡要打上一個大大的問號。
（本文由《雷鋒網》授權使用；圖片來源：Tri Alpha Energy）
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