前所未有的核聚变新技术-Trenta核聚变反应堆

Helion能源公司全新的Trenta系列核聚变反应堆正式面世。2022年12月，这项技术据称是美国私营部门的最高机密之一。直到YouTube频道获准以进入Helion公司位于华盛顿州埃弗雷特的主要设施。

Helion能源公司成立于2013年，在不到10年时间里，已经成为西半球最重要的私营能源公司之一。该公司多年来面临着审查，著名的退休核研究人员丹尼尔—贾斯比在2019年将Helion的氘和氦-3聚变实验描述为“魔法聚变”。

仅仅三年后，进入Helion的Trenta核反应堆的每一个螺母和螺栓的技术仍然可以被普通的局外人称为魔法。要了解Helion的Trenta反应堆如何以及为何如此壮观，需要了解一些物理学知识。

我们大多数人都熟悉裂变和聚变，这是放射性原子释放其能量的两种形式。核裂变，是一门更为人所熟知的科学。位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯实验室的美国科学家早在20世纪60年代末就建造了裂变动力热火箭，名为NERVA。建造核裂变炸弹和导弹的时间甚至更长。

裂变是地球上唯一原生的核反应，人们只需要挖出一些铀或钚就可以看到裂变现象。然而，我们不建议这样做，以免你最终患上辐射引起的疾病。另一方面，核聚变则完全是另一种野兽。

虽然科学家们早已能够维持短时间的核聚变，但这些反应总是处于输入的能量远远大于输出的能量。为了使核聚变可行，工程师们必须达到所谓的能量平衡。这就要求，由一个包含的核聚变反应产生的能量水平大于等于用于形成它的能量。

2022年12月5日，在加利福尼亚州利弗莫尔的国家实验室首次实现了能量平衡。实现了1.5的盈亏平衡系数，并打破了总部设在英国的JET实验室，在1997年实现的0.67的记录。如果你能相信，Helion的创始人David Kirtley确信他的第六代Trenta反应堆有可能做得更好。

Trenta反应堆产生核聚变的方式完全是开创性的。它的工作原理与JET实验室甚至国家实验室都大不相同。JET实验室的托卡马克式反应堆形成一个单一的高能等离子体环，而Helion的Trenta在反应堆的两端形成两团过热的放射性等离子体。

通过极其强大的电磁铁组建立“形成设施”来保持反应堆的稳定。在其中，室温、加压的氦-3和氘气在几分之一秒内被注入这个形成室。两个这样的形成区位于反应堆的两端。

在Trenta的情况下，有关的燃料包括氦-3和氘。与JET托卡马克反应堆中使用的氦-3和氚相反。从那里，强大的电磁脉冲在真空内与周围的燃料相同的空间中被发出激流。这些脉冲的影响从燃料的原子中剥离电子，创造出核聚变领域标志性的发光等离子体场。

传统的核聚变体，例如我们的太阳，利用其巨大的引力来控制物质。如果没有足够的引力使太阳系保持在一起，形成等离子体的强大电磁压力脉冲将使避免两个独立的等离子体接触，甚至融化周围的物质。

通过一系列的压缩，反应堆两端的放射性等离子体环以不断增加的速度向对方加速。当两个环在中心相遇时，温度超过1000万华氏度。在碰撞点，类似恒星的温度和压力与来自两个等离子体环的巨大动能一起，以超过100万英里/小时的速度行驶。

这一切汇集在一起，创造出与太阳系中太阳以外的任何自然条件都不同的条件。这些构成了高能核聚变的完美条件。反应中涉及的热量水平达到数亿度。核聚变过程创造了带有一个额外氢原子的新型氦-4原子，以及通过光纤电缆捕获的大量可控热能。让我们将其与托卡马克反应堆进行比较，后者使用由聚变产生的等离子体核心加热的大型水套。相比之下，Trenta使更多传统形式的核聚变看起来就像使用相同操作原理的普通裂变反应堆一样平凡。

没有沸水，没有任何形式的涡轮机或驱动轴，Trenta核聚变反应周围的电磁场基本上实现自给自足，效率高得多。说Helion的Trenta反应堆及其所有未来的后代的实际应用几乎是无限的，这不是夸大其词。无论是在世界主要城市的大规模电力供应任务中，还是在下一代核动力太空火箭中。

它能使我们摆脱外国石油的威胁吗?嗯，在理论上是的。在实践中，没有人能下结论。尽管科学上的能量守恒已在眼前，但不太清楚的是Helion是否会实现所谓的经济盈亏平衡。与科学上的平衡一样，当向大众出售聚变能源的资本收益超过支持其庞大的基础设施需求的巨大成本时，就会出现经济上的收支平衡。

重要的是要记住，将具有先见之明的领导人吸引到核能进步的事业中，与反应堆本身同样重要。这可能是人类与基本无限的核聚变能源之间的最后障碍。