图片来源：Ken Filar/MIT
核聚变供能的梦想或许到了破晓前的黎明。麻省理工学院的科学家宣布，他们与私人公司Commonwealth Fusion Systems（CFS）合作，将在15年内让核聚变从一项昂贵的科学实验转变为一种可行的商业能源。
撰文 | Hannah Devlin
翻译 | 王景鹏
编辑 | 吴非
CFS已经获得了意大利能源公司埃尼（Eni） 5000万美元的投资，该公司的首席执行官Bob Mumgaard表示:“该项目的初衷是及时开发出有效的能源来应对气候变化。我们相信，我们拥有足够的技术、速度和规模，在15年内用上无碳核聚变能源。”
作为零碳排放的能源，核聚变具有广阔的前景。但问题是，到目前为止，所有的核聚变实验所能产生的能量十分有限，无法用于工业化发电。数十年来，在核聚变领域，令人失望的结果不断积累。这让不少人认为，“核聚变是未来能源”只是一句笑话。
目前，多数报道认为核聚变发电有望在30年内实现，但来自麻省理工学院的团队相信，通过使用新型超导材料生产聚变反应堆中的超强磁铁，他们可以将时间减半。
加拿大约克大学的等离子体物理学家Howard Wilson参与的是另一项核聚变研究，他说：“这个项目最激动人心的部分是高场磁体。”
聚变的基本概念是将较清的元素聚合为更重的元素。当氢原子在承受足够高的压力时,它们的原子核聚合在一起，形成氦原子,并在这一过程中释放大量能量。然而，这一过程仅在极端温度为数亿摄氏度时产生净能量，而这一温度比太阳中心还热，任何固体材料都难以承受。
为了解决这个问题，科学家使用强磁场来承载热等离子体（一种亚原子粒子的气态汤），以阻止它与环形腔室的任何部分接触。
最新推出的超导材料——一种涂有钇钡铜氧（YBCO）的钢条，可以让科学家生产体积更小、能量更强的磁铁，这或将减少聚变反应启动所需的能量。Wilson说：“磁场越强，束缚住核聚变燃料就更容易”。
计划中的聚变实验名为Sparc，要比法国目前正在建造的国际热核聚变实验堆项目小得多——体积大约只有后者的1/65。
实验反应堆设计生产约100MW的热量。它将以大约10秒的脉冲形式产生能量，功率与一个小城市的耗电量相近。科学家预计产生的能量将超过加热等离子体的能量的两倍，从而实现最终的技术里程碑：聚变的净能量为正值。
Wilson教授对于聚变能源实现的时间很谨慎，他表示尽管该项目令人激动，但他不认为这一目标能在15年内实现。
核聚变拥有其他能源无法比拟的优势。与化石燃料以及核裂变反应以铀为燃料不同，氢从来不会短缺。聚变反应不会产生温室气体，也不会像传统的核裂变反应一样产生危险的放射性废料。
麻省理工学院主管研究的副校长Maria Zuber表示，聚变的发展将在应对气候变化上有明显的先进性。“这则新闻的核心是一个伟大的想法——一种实现核聚变净能量为正值的可行、可靠方法，”她说，“如果我们成功，全世界的能源系统都将会转型。我们对此十分期待。”
原文链接：
https://www.theguardian.com/environment/2018/mar/09/nuclear-fusion-on-brink-of-being-realised-say-mit-scientists
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