核聚变不再是个笑话，已融资40亿美元

据CNBC报道，日本学生岛田大志自2000年开始加州大学圣地亚哥分校研究生课程学习以来一直从事核聚变研究。他目前已经是爱达荷州国家实验室安全和氚应用研究(STAR)设施的首席科学家，该实验室是美国联邦政府首屈一指的科学研究实验室之一。

在他职业生涯的早期，核聚变经常是笑话的对象，岛田一直听别人说“融合是未来的能量，永远是未来的能量”。

但情况正在改变。据核聚变行业贸易协会(Fusion Industry Association)称，目前数十家初创企业筹得了近40亿美元的私人资金。

美国能源部部长Jennifer Granholm称聚变能源是清洁能源的“圣杯”，有可能在不释放任何温室气体的情况下提供几乎无限的能源，也不会像核裂变那样的持久放射性废物。

有一大群新的年轻科学家从事核聚变研究工作。岛田说，“如果你和这些年轻人交谈，他们相信核聚变会成功的。他们有非常积极、乐观的心态”。岛田和他的团队现在正在研究氚的管理，氚是许多聚变初创企业正在热衷研究的燃料，希望成为聚变行业的基础。

核聚变行业协会首席执行官Andrew Holland告诉CNBC：“作为政府核聚变商业化的大胆愿景的一部分，氚处理和生产将是他们科学研究的关键。”

当两个较轻的原子核被推在一起形成一个较重的原子核，可释放大量能量时，就是核聚变反应。太阳就是这样产生能量的，但控制地球上的聚变反应是一个复杂而微妙的过程。在许多情况下，聚变反应的燃料是氘和氚，它们都是氢的形式，是宇宙中最丰富的元素。氘非常常见，可以在海水中找到。如果在地球上大规模实现聚变，一加仑海水将有足够的氘来制造多达300加仑的汽油。

然而，氚在地球上并不常见，必须人工生产。岛田和他的研究团队在爱达荷州爱达荷瀑布以西55英里处有一个小型氚实验室，在那里研究如何生产同位素。目前美国使用的大部分氚来自加拿大国家核实验室。岛田说，“但我们真的不能依赖这些供应，我们必须在运行聚变反应堆时制造氚。有足够的氚来支持试点聚变项目和研究，但将其商业化需要数百座反应堆。这就是为什么我们现在必须投资于氚燃料循环技术来制造和回收氚。

氚具有放射性，但与核裂变反应堆的燃料不同，氚的放射性衰变采取弱β发射体的形式。这种类型的辐射可以被几厘米的水所阻挡。氚的半衰期或半衰期或半放射性物质衰变所需的时间约为12年，当它衰变时，释放的产品是氦，而氦不具放射性。相比之下，核裂变反应将铀分裂成碘、铯、锶、氙和钡等元素，这些元素本身具有放射性，半衰期从几天到数万年不等。

要发生聚变反应，必须将燃料源加热成等离子体，即物质的第四种状态。岛田说，这些反应发生在异常高的温度下，高达1亿度，这可能会影响氚进入容纳等离子体的材料的数量和速度。

大多数聚变反应容器由一种特殊的不锈钢制成，内部有一层薄薄的钨，选择钨是因为它在元素周期表中所有元素中的氚溶解度最低。虽然爱达荷州国家实验室正在研究氚的特性，为蓬勃发展的核聚变行业制定安全标准，但其核废料的问题比今天的核裂变反应堆小得多。40多年来，美国联邦政府一直在研究如何建立一个基于裂变的废物的永久存储库，但尚未找到解决方案。但核聚变不会产生任何长寿命的放射性核废料，这是聚变反应堆相对于裂变反应堆的优势之一。