
近期卫星图像显示,中国正在建设一个大型聚变激光综合设施,其规模可能超过美国的国家点火装置(NIF),这一进展令全世界震惊。这座位于中国绵阳的新设施引发了人们对其双重用途潜力的担忧——它的目的是提供清洁能源,还是也标志着核武器技术的进步?美国正在密切关注这一可能对能源和国家安全产生深远影响的项目。

近来,核聚变技术相继取得重要突破,其未来发展和商业化应用引发世界各国巨大关注。2023年6月1日,《科学美国人》发布了“核聚变的未来”一文,分析了核聚变面临的挑战、政府部署的项目、初创企业情况、不同技术路线等问题。

近日,英国托卡马克能源公司(Tokamak Energy)与日本住友株式会社同意在日本和世界范围内就商业核聚变能源的开发、实施和扩大规模进行合作。住友将为与托卡马克公司的一系列联合项目提供专业知识和投资,重点关注全球聚变供应链的规模化和产业化。两家公司将共同制定托卡马克公司核聚变技术在日本和其他国家的早期市场准入战略。

6月22日,德国联邦教研部会同马普等离子物理研究所发布了聚变研究立场文件,开展未来能源供应研究。联邦教研部长施塔克-瓦青格表示,“通过立场文件,我们希望将聚变研究提升到新的层次,以尽快实现聚变发电厂。它(立场文件)是新资助计划的基础,是工业参与的聚变生态体系的基础。德国在聚变这一未来能源领域出于技术领先。我们必须利用先发优势,雄心勃勃、不受意识形态束缚和技术开放。”瓦同时表示要建立监管框架以弥补原子能法对公司在规划安全方面的不足。

最近位于格赖夫斯瓦尔德(Greifswald)的德国核聚变装置仿星器Wendelstein 7-X重启后核聚变创造1.3 吉焦耳实验目标,放电时间达到了新的最佳值:热等离子体可以维持八分钟。

美国核管会主席汉森近日表示,多家公司正在开发中试规模的聚变堆设计。由于聚变技术开发商在推进相关技术商业化过程中面临监管不确定性,核管会应根据当前所知尽可能多地提供监管确定性,为聚变系统创建一个监管框架,以保护公众健康和安全。

俄罗斯库尔恰托夫研究院(Kurchatov Institute)近日表示,T-15MD托卡马克装置首次实现稳定等离子体。该装置2021年5月物理启动,现正在稳定运行。

美国研究人员在激光聚变方面取得了突破。对于联邦教研部长斯塔克-瓦青格来说,这是“未来能源供应具有历史意义的一天”。研究人员首次表明“实际上有可能将太阳带到地球并通过聚变产生净能量”。她指出,这将彻底改变能源供应,“在未来为我们的能源结构添加一种气候中和、可靠和经济的来源”。

2022年12月5日,美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火设施(NIF)的研究人员在激光核聚变方面取得了突破性进展。对此,德国联邦教研部长瓦青格称“这是未来能源供应的历史性一天”,她表示:“研究人员首次证明人类事实上可以把太阳带到地球上,用核聚变产生净能源。这将彻底改变能源供应,并在未来增加一个环境友好、可靠又经济的能源来源。”

美国能源部13日宣布,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室内的美国国家点火装置(NIF)首次实现聚变点火——反应产生的能量大于促使反应发生的能量:在12月5日的一次实验中,研究人员向目标输入2.05兆焦耳的能量,产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出,首次实现了净能量增益。

美国能源部长格兰霍姆(Jennifer Granholm)12月11日表示,将在本周宣布一项“重大科学突破”。此前媒体报道,一个联邦实验室最近在核聚变研究方面取得了一项重大里程碑。

英国牛津大学属下的一家初创公司开发出一种高速射弹引发核聚变的技术,使得核聚变发电更接近于现实。该公司表示,射弹核聚变是实现商业上可行的核聚变发电的最快途径,因为它比传统方法更简单、更节能、更便宜。

据一家媒体报道,美国能源部 (DOE) 普林斯顿等离子体物理实验室 (PPPL) 的物理学家通过查明可能损坏托卡马克聚变设施的中断之前的热崩溃源,朝着实现核聚变迈出了关键一步。这一发展可以克服未来聚变设施现在和未来面临的最关键挑战之一。
IOP Publishing (IOPP) 宣布,国际原子能机构 ( IAEA ) 期刊 核聚变 (NF) 将完全开放获取,以反映对更易于获取和开放的科学的日益增长的需求。

来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)等的国际科研团队,修订了核聚变领域的一条基本定律。新定律指出,科学家们实际上可以在核聚变反应堆中安全地添加更多氢燃料,从而获得比之前想象的更多的能量。相关研究发表于最新一期《物理评论快报》杂志。

尽管无限清洁能源还有很长的路要走,但这次,“深度思维”正在尝试以世界级的人工智能体解决现实难题。这家总部位于英国的人工智能公司与瑞士洛桑联邦理工学院合作,训练了一种深度强化学习算法来控制核聚变反应堆内过热的等离子体并宣告成功。这一突破发表在《自然》杂志上,可帮助物理学家更好地了解聚变的工作原理,加速无限清洁能源的到来。

将核聚变作为能源的主要优点是,它的物理基础排除了燃料熔毁(如美国三哩岛和日本福岛第一核电站)和反应失控(如切尔诺贝利核电站)的可能性。在发生事故时,核聚变发电厂系统可能泄露的放射性物质的量远低于裂变反应堆。因此聚变系统自我破坏的能力要小得多,损坏后果的危险性也要小得多。当前聚变系统的概念可能不需要超出站点边界的疏散计划。聚变的另一个优点是,无论是燃料还是它的产品,都不会像裂变那样产生寿命很长的放射性废物,这意味着聚变不需要长期的地质封存。