大戈一家名为 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融合技术，以彻底取代石化能源。由于核融合燃料可来源于海水，所以核融合的燃料几乎是取之不尽。但是相比于现今采用的核分裂技术，要真正实现核融合则要难得多。
核融合，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。如果要进行核融合反应，首先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“电浆”。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，就必须适当地控制电浆的温度、密度和维持时间，此三项条件缺一不可。
先前，TAE 的设备能够让热电浆在摄氏 1,000 万度的温度下，稳定地保持 5 毫秒，如今这个数字已经达到了 11.5 毫秒。据了解，当温度上升到摄氏 1,000 万度时，氘、氚核的平均飞行速度达到每秒 300 公里，此时电浆的压力为 1,000 万个大气压以上。在这种条件下，通过氘和氚核相互碰撞，会有一部分核发生融合反应。
TAE 称，将使用这笔资金来改进设备，让电浆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融合反应炉。
TAE 研究的是一种特定类型的核融合能源：将氢原子加热到极高的温度后（比太阳表面的温度摄氏 5, 500 度还要高），会产生由自由电子和带电离子组成的电浆。当电浆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：一种是惯性约束核融合，缩短引爆的时间；另一种是磁约束核融合，控制引爆的范围。TAE 选择使用后者。
TAE 宣称自己已经在反应炉的设计上有了突破：让电浆在长管型的设备中碰撞来产生热量。根据《科学》杂志的报导，这个团队将磁铁围绕在一个雪茄形的装置上，用来发射不同角度的电浆束。
在高能粒子束的作用下，使氢原子核硼原子能够保持在电浆状态。“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讯息。但是《科学》杂志已经确认，TAE 正在计划打造一个核融合管道，将能够达到更高的温度，并维持更长的时间。
据报导，透过这种方法，科学家们曾将气体加热到摄氏 1,000 万度，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，这是设计核融合反应炉需要达到的温度。
目前人类已经可以实现不受控制的核融合，如氢弹的爆炸，但是可控核融合仍然处在实验阶段，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 年推出商用的核融合反应炉，这里要打上一个大大的问号。
（本文由《雷锋网》授权使用；图片来源：Tri Alpha Energy）
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