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私營企業入局,核聚變發電升溫

諸如3D打印等快速成型技術降低了私營企業的準入門檻,使這些私企得以製造小型、緊湊的聚變反應堆。

核聚變的歷史與宇宙一樣古老,可以追溯到最早恆星的核心。太陽的核聚變為我們在地球上的生存提供了陽光。而事實證明,要通過同樣的過程得到取之不盡的清潔能源則並非易事。但經過70多年的研究,再加上近來私營公司異軍突起,大量參與核聚變領域的研究,似乎核聚變時代不久將會到來。

核聚變的漫長發展歷程

在20世紀50年代,世界各地的研究人員嘗試建造儀器,模擬恆星的內部環境。但是完成氫原子聚合成氦原子核並釋放能量的過程十分困難。單單是開啟該反應就需要巨大的壓力和1.5億度的高溫。

多年來,前蘇聯和美國等國家競相完善各自的設備,重點研究一種被稱為托卡馬克的裝置,它是一個有着「甜甜圈」外形的磁體,利用磁約束將等離子體束縛在裝置內。

然而,到1985年,歐洲原子能共同體、日本、美國以及前蘇聯之間達成了一項前所未有的合作項目——國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃。

30多年後,這項合作仍在繼續。 目前,歐盟、中國、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國等國都參與了該項目。 ITER計劃在法國南部建造一台托卡馬克裝置。 該項目進度已經落後計劃十餘年,其成本也在不斷飆升。

不過項目也取得了一些進展。 1997年,在牛津郡卡勒姆聚變能源研究中心進行的歐洲聯合環實驗(JET)中,科學家用一台建設在當地的托卡馬克裝置輸出了1.6萬千瓦的聚變能。由於觸發反應需要2.5萬千瓦的輸入功率,此次實驗並不算成功,但卻向目標邁進了一大步。

應用聚變系統公司是一家總部位於倫敦、致力於打造核聚變反應堆的私營企業。其首席執行官兼聯合創始人理查德•迪南說:「取得這一偉大成就之後,七國政府花費了10年的時間才定下了下一個ITER項目的地點。在政治上白白浪費了十年時間。」

私營企業能否分一杯羹?

面對如此緩慢的進展,私營企業如今開始站出來迎接挑戰。 英國原子能管理局局長伊恩•查普曼教授表示:「私營部門越來越多地參與核聚變的研究反映了這一市場巨大的風險回報——這是一種資源豐富、環保並且安全的新型發電方式。」

如此看來,世界各國公司投身該領域的競爭就不足為奇了。2011年,亞馬遜總裁傑夫•貝佐斯為加拿大的通用聚變公司提供了資金支持,這是一家正在嘗試建造世界上第一個核聚變發電廠的初創企業。 今年5月,該公司與微軟合作,利用其計算能力來分析通用聚變公司得到的大量實驗結果。 大數據分析是私營公司得以參與聚變研究的原因之一。

今年7月份,谷歌宣布對核聚變研究的興趣。 作為搜索引擎巨頭,谷歌一直與微軟聯合創始人保羅•艾倫支持的私營企業三阿爾法能源公司合作,共同致力於研發一套可以加快等離子體實驗的計算機算法。

美國航空航天公司洛克希德•馬丁公司的臭鼬工廠項目也在2014年宣布,它正在研發緊湊型聚變反應堆(CFR),體積將是之前概念反應堆的十分之一。

通用原子能公司總部位於加利福尼亞州的聖地亞哥,是一家專門從事核物理學研究的國防設備提供商。據說該公司參與了中國核聚變工程測試反應堆(CFETR)項目。該項目有望成為首個核聚變發電廠。

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