聚變能源公司準備聯合起來以加速商業化進程
最近舉辦的國際熱核融合實驗堆研討會匯集了近50 位來自私營核融合新創公司的執行長和資深科學家,他們認為,將磁核融合實驗和雷射核融合實驗的技術結合起來,可以加快實用核融合動力的發展。
儘管核融合能源研究領域主要由幾項重大努力主導,但目前在12 個國家有大約50 家私人資助的核融合新創企業,已獲得超過56 億美元的投資。其中大多數公司聲稱,他們將能夠在2030 年之前實現商業核融合發電。
鑑於核融合在過去75 年中的追蹤記錄,必須對此說法持謹慎態度。就連國際核融合研究和工程巨型專案國際熱核聚變實驗堆(ITER)最近也因6000 噸重的磁鐵和其他組件延遲交付而遭遇了長達四年的時間表倒退。
大多數聚變項目都是基於氘和氚這兩種重氫同位素的聚變,而其他項目則在研究使用質子硼或氦-3聚變的所謂非電子聚變。擁有如此多樣的方法增加了成功的機會,但也可能產生自20 世紀50 和60 年代核融合研究被美國、英國和蘇聯視為國家安全問題以來從未有過的無益競爭。
託卡馬克反應器剖面圖
最大的例子是核融合的兩種主要方法–磁約束和雷射慣性約束。
雖然它們的目的都是為了熔化氫同位素,但它們的路徑卻完全不同。磁約束利用環形磁場,在等離子體被加熱到比太陽核心溫度高出數倍時對其進行捕獲和壓縮。同時,雷射慣性約束的工作原理是將一束高能量雷射集中在一個點上,在這個點上有一個由氘和氚組成的低溫小球,當小球內爆並使原子熔化時會產生衝擊波。
由於這些方法截然不同,在過去的半個世紀裡,科學家和工程師們往往忽視另一陣營的工作,甚至會貶低對手,聲稱雷射無法按比例放大到實用形式,或者環形磁鐵過於複雜且難以控制。
最近,國際熱核實驗堆舉辦了首次國際熱核實驗堆私部門融合研討會,透過讓各種新創公司和國際熱核實驗堆共享資訊並尋求合作領域,打破了其中的一些障礙。這不僅僅是一個科技睦鄰問題。美國勞倫斯-利弗莫爾國家實驗室的國家點火裝置和英國的歐洲聯合火炬(JET) 都取得了重大突破。
當然,私人公司也希望在這些里程碑的基礎上再接再厲。
梅蘭妮-溫德里奇(左)、松尾一樹(中)和丹根巴赫(右)
聚變能源洞察力公司執行長梅蘭妮-溫德里奇(Melanie Windridge)、前聚變公司執行長松尾一樹(Kazuki Matsuo)和奇蹟聚變公司執行長 Dan Gengenbach)在慣性約束聚變研討會上主持的小組辯論就是一個重要的例子。在討論這兩種主要方法時,小組成員表示,最近的進展為合作開闢了新的機會。根據松尾介紹,雷射陣營和磁鐵陣營可以在許多領域互相幫助,包括用於將聚變能轉化為可用電力的毯子系統,這兩種方法都能很好地發揮作用。
其他可以合作的領域包括用於建造聚變設備的材料、利用一方或另一方掃清監管障礙的優勢、軟體以及安全法規的製定。這樣,商業核融合發電的發展就能大大加快。
雖然還為時過早,但它確實讓人想起了核融合研究史上的另一個插曲。 1956 年,蘇聯物理學家伊戈爾-庫爾恰托夫在英國哈威爾原子能研究所發表了演講。這場演講跨越了鐵幕,讓冷戰雙方都對對方正在做的事情有了謹慎的了解,提供了一定程度的科學信心,從而引發了十多年來核融合研究的飛速發展。
也許在我們這個時代,這樣的復興即將來臨。