近日，全球目前規(guī)模最大的核聚變反應(yīng)堆——歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆（JET）的科研團(tuán)隊宣布，取得了核聚變技術(shù)的突破性進(jìn)展，該反應(yīng)堆在連續(xù)5秒的時間內(nèi)產(chǎn)生了59兆焦耳的能量，有測算稱，這相當(dāng)于11兆瓦電力，大約能夠為一個普通家庭提供一天的電力。據(jù)了解，這打破了該裝置在1997年創(chuàng)下的22兆焦耳核聚變能量的紀(jì)錄，同時也創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。

（文丨本報記者 李麗旻）

為核聚變帶來新應(yīng)用希望

綜合多家外媒報道，在JET此次進(jìn)行的核聚變實驗中，研究人員將氫同位素氘和氚組成的氣體加熱到1.5億攝氏度，并利用磁場將其形成的高溫等離子體約束在裝置中，在高溫高壓條件下，氫的同位素發(fā)生核聚變生成氦，在這一過程中釋放能量。

據(jù)了解，JET位于英國的卡勒姆聚變能源中心，其科學(xué)業(yè)務(wù)由歐洲聚變能源發(fā)展聯(lián)合會（EUROfusion）負(fù)責(zé)運營。JET擁有迄今為止世界上規(guī)模最大的托卡馬克裝置，能夠利用磁約束來實現(xiàn)受控的核聚變。

一直以來，核聚變反應(yīng)在科學(xué)界受到廣泛關(guān)注，被業(yè)界認(rèn)為有望為人類提供近乎無限的清潔能源，對于解決全球能源危機(jī)至關(guān)重要。國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER）作為目前核能國際合作的重要部分，就計劃使用氘氚混合物作為聚變?nèi)剂?，為此，JET也一直被視為該計劃的重要試驗臺。

根據(jù)ITER計劃，中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國七方將合作在法國南部建成世界上最大的托卡馬克裝置，推動核聚變技術(shù)發(fā)展。對于此次研究的突破，美國麻省理工學(xué)院等離子體物理學(xué)家安妮·懷特表示，這項實驗是近20年工作的成果，對幫助預(yù)測、指導(dǎo)ITER的運行十分重要。

EUROfusion的研究人員Tony Donne則表示：“現(xiàn)在我們能夠?qū)⒑司圩儠r間控制在5秒內(nèi)，隨著機(jī)器效率的不斷提升，未來將延長到5分鐘、甚至5小時?！?/p>

氣候目標(biāo)“催熱”核聚變

英國原子能管理局首席執(zhí)行官伊恩·查普曼也表示：“很明顯，我們必須作出重大改變來應(yīng)對氣候變化，而核聚變提供了如此巨大的潛力。我們正在積累知識，開發(fā)所需的新技術(shù)，以提供低碳、可持續(xù)的基荷能源來源。我們的世界需要核聚變來產(chǎn)生能源?！?/p>

在去年的聯(lián)合國氣候大會上，IAEA多次強(qiáng)調(diào)核技術(shù)對于實現(xiàn)氣候目標(biāo)的必要性。IAEA指出，核電對于實現(xiàn)全時間段能源供應(yīng)至關(guān)重要，在過去的半個世紀(jì)里，核能的應(yīng)用減少了超過700億噸的二氧化碳排放，目前，核電每年也能夠助力減排至少10億噸二氧化碳。

據(jù)了解，核聚變反應(yīng)過程中不會產(chǎn)生二氧化碳或其他任何溫室氣體，而核聚變釋出的能量比燃燒等量的煤、石油或天然氣多將近400萬倍，與目前廣泛使用的核裂變相比，核聚變產(chǎn)生的核廢料也明顯更少。

在IAEA核聚變物理學(xué)家Sehila M. Gonzalez de Vicente看來，隨著大量資本的涌入，核聚變領(lǐng)域的技術(shù)突破很可能提前出現(xiàn)，而核聚變能源的應(yīng)用也很可能會在30年或50年后成為現(xiàn)實。

在IAEA舉行的行業(yè)會議上，一家專注于核聚變的風(fēng)險投資機(jī)構(gòu)高管Malcolm Handley就指出：“截至2021年，數(shù)10億美元已經(jīng)涌入了核聚變領(lǐng)域，資本市場對于核聚變的態(tài)度正在改變。”

核聚變產(chǎn)業(yè)已經(jīng)呈現(xiàn)擴(kuò)張之勢

據(jù)了解，目前，美國、英國等國家已經(jīng)有私營企業(yè)斥資研發(fā)核聚變技術(shù)。據(jù)英國《金融時報》報道，不完全統(tǒng)計顯示，2021年，美國核聚變領(lǐng)域吸引到的投資規(guī)模高達(dá)23億歐元。今年2月，德國公司Marvel核聚變公司與西門子能源、法國Thales以及德國工程集團(tuán)Trumpf簽訂了合作協(xié)議，并由科技投資公司Earlybird牽頭投資了3500萬歐元，用于核聚變研發(fā)，這也成為了核聚變領(lǐng)域最新一輪研發(fā)融資。

《華爾街日報》援引業(yè)內(nèi)人士的話稱：“一波又一波的資金涌入到核聚變領(lǐng)域當(dāng)中，這正是核聚變工業(yè)擴(kuò)張的信號。”

根據(jù)IAEA發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2021年底，全球在運營的核聚變裝置有96座，在建核聚變裝置有9座，計劃建設(shè)的裝置則有29座。其中，公用事業(yè)機(jī)構(gòu)旗下的核聚變裝置總數(shù)為107座，美國、日本、俄羅斯、中國、英國都是核聚變裝置的所在國家。

不過，也有科研人員提醒稱，人造的核聚變裝置往往需要高溫高壓的反應(yīng)環(huán)境，而目前，要讓核聚變反應(yīng)發(fā)生，所需要的能量仍高于聚變過程產(chǎn)出的能量，這也意味著，核聚變技術(shù)距離真正投入商業(yè)化應(yīng)用仍有漫長的路要走。