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核聚變朝商業化邁出關鍵一步:比爾蓋茨支援的初創公司成功測試新型磁鐵

北京時間 9 月 9 日早間訊息,隨著一項關鍵技術的成功測試 —— 一種非常強大的磁鐵且消耗的能源非常少,核聚變在從實驗室走向商業可行性的過程中邁出了關鍵的一步。

新能源初創公司 Commonwealth Fusion Systems(以下簡稱“CFS”)和麻省理工學院等離子體科學與聚變中心(以下簡稱“PSFC”)週三表示,在 PSFC 所在的馬薩諸塞州劍橋市的當地時間週日上午 6 點,它們完成了對這項技術的測試。

在測試中,目標磁鐵的磁感應強度達到了 20 特斯拉。作為參考,20 特斯拉較傳統核磁共振(MRI)掃描的磁感應強度高出 12 倍。

PSFC 主任、CFS 聯合創始人丹尼斯・懷特(Dennis Whyte)週三在一次電話會議上向與會記者表示,在磁感應強度達到 20 特斯拉的同時,這種磁鐵只消耗了約 30 瓦能量

—— 比麻省理工學院之前測試過的傳統銅導磁體 2 億瓦的能量消耗低了幾個數量級。

核聚變是為太陽和其他恆星提供能量的物理反應。當兩個更小、更輕的原子核合併在一起,形成一個更重的原子核並釋放能量時,就會發生核聚變。如果核聚變能在地球上實現並商業化,則可提供幾乎無限的清潔能源,而不會像核裂變那樣產生可能會保持數千年放射性的廢物。

CFS 和 PSFC 表示,這種新磁鐵足夠強大,當它們的團隊用其建造一個被稱為“託卡馬克”(tokamak)的甜甜圈形狀的聚變機時,將可獲得“淨能量”,也就是聚變機產生的能量比啟動和維持反應所需的能量更多。

到目前為止,還沒有一家公司能夠實現淨能量核聚變,各種試驗中聚變反應產生的所有能量都被用於啟動和維持反應。聚變工業協會(Fusion Industry Association)的 CEO 安德魯・霍蘭德(Andrew Holland)在接受採訪時表示:“到目前為止,還沒有任何公司、大學、國家實驗室或政府實現了聚變能量平衡的目標。”

CFS 和 PSFC 的科學家和工程師表示,新磁鐵技術的成功效能是核聚變技術商業化開發程序中的關鍵一步。

懷特表示:“我們認為,這種磁鐵將改變聚變科學和能源的發展軌跡,並最終改變整個世界的能源格局。”

霍華德也認為,CFS 和 PSFC 將可實現核聚變商業化的目標。他表示:“這是一件大事。”

“這不是炒作,而是現實。隨著整個核聚變行業的進步,我們看到一種新的、清潔的、可持續的、始終可用的能源正在誕生。”霍蘭德說道。

在上週日的實驗中,為了製造能夠達到 20 特斯拉的磁鐵,CFS 和 PSFC 使用了高溫超導體。

“這種磁鐵的規模和效能與麻省理工學院 5 年前結束實驗的非超導磁鐵相似,”懷特表示,但兩者“在能源消耗方面的差異是相當驚人的”。

CFS 尚未實現營收,該公司已經從少數投資者那裡籌集了超過 2.5 億美元資金,其中包括備受矚目的可持續發展投資基金 Breakthrough Energy Ventures,該基金的支持者包括比爾・蓋茨(Bill Gates)、傑夫・貝索斯(Jeff Bezos)、理查德・布蘭森(Richard Branson)和瑞-達利歐(Ray Dalio)等。

CFS 團隊表示,上週日展示的高溫超導磁體將被用於名為“SPARC”的聚變測試裝置,該裝置已經在馬薩諸塞州的德文斯(Devens)進行建設,有望在 2025 年之前展示聚變帶來的淨能量,而該公司的第一座聚變發電廠(名為 ARC)計劃在本世紀 30 年代初上線。

在週三召開的電話會議上,CFS 的 CEO 鮑勃・蒙加德(Bob Mumgaard)表示,SPARC“不是一個商業系統,因為它還不能 30 年如一日地向人們輸送電力”。他指出,SPARC 和 ARC 的區別在於“可靠性和壽命”,就像是先要製造一架測試飛機,然後再製造載客飛機那樣。