關(guān)于聚變能的五大理念

在核聚變反應(yīng)堆商業(yè)化的過(guò)程中

創(chuàng)業(yè)公司、大學(xué)和大型企業(yè)百舸爭(zhēng)流━━━━有一個(gè)笑話和笑話里的夢(mèng)想存在了同樣長(zhǎng)的時(shí)間：距核聚變能的實(shí)現(xiàn)還有30年……總是還有30年。80多年以前，澳大利亞物理學(xué)家馬克?奧利芬特（Mark Oliphant）首次觀察到氘原子聚變并釋放出大量能量，如今終于到了更新這個(gè)笑話時(shí)間的時(shí)候了。 在過(guò)去的幾年里，擁有令人欽佩的員工且資金充足的初創(chuàng)公司、大學(xué)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)和大公司工程團(tuán)隊(duì)等20多個(gè)研究小組，在受控核聚變方面取得了令人驚嘆的巨大進(jìn)展。他們正在建造的聚變反應(yīng)堆完全不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，向采用托卡馬克（一種巨大的環(huán)形磁性容器裝置）和高能激光的主流核聚變方法提出了挑戰(zhàn)。 更重要的是，其中一些小組還預(yù)測(cè)，核聚變將在未來(lái)5年內(nèi)達(dá)到重要的里程碑，例如達(dá)到盈虧平衡點(diǎn)，即產(chǎn)生的能量超過(guò)用于引發(fā)反應(yīng)的能量。而采用傳統(tǒng)托卡馬克裝置和高能激光方法的主流項(xiàng)目已經(jīng)苦干了幾十年，花費(fèi)了數(shù)十億美元都沒(méi)有達(dá)到盈虧平衡，這么短的時(shí)間著實(shí)令人震撼。 在美國(guó)馬薩諸塞州劍橋市，附屬于麻省理工學(xué)院的聯(lián)邦聚變系統(tǒng)的相關(guān)研究人員表示，最新設(shè)計(jì)反應(yīng)堆有望在2025年之前實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。在英國(guó)，牛津大學(xué)旗下的黎明核聚變公司（First Light Fusion）聲稱將在2024年實(shí)現(xiàn)盈虧平衡。在南加州，初創(chuàng)公司TAE技術(shù)發(fā)布了一項(xiàng)機(jī)器野心勃勃的五年計(jì)劃，將其聚變反應(yīng)堆商業(yè)化。 這是一種非理性繁榮嗎？也許是。核聚變是最昂貴的研究項(xiàng)目之一，需要大量的現(xiàn)金投入來(lái)支撐實(shí)驗(yàn)室的電費(fèi)。在尋求投資的過(guò)程中，夸大未來(lái)的成就具有很強(qiáng)的誘惑力。在過(guò)去，人們一再地對(duì)突破充滿期望，卻一再地失望。而如今已經(jīng)出現(xiàn)了變化，高速計(jì)算、材料科學(xué)及建模和仿真領(lǐng)域的發(fā)展正在幫助研究人員克服曾經(jīng)難以突破的技術(shù)障礙，大量資金正流入這一領(lǐng)域。 一些新的聚變項(xiàng)目正在使用最新一代的超級(jí)計(jì)算機(jī)，以更好地理解和調(diào)整超高溫等離子體。在超高溫等離子體中，氫原子核聚變形成氦。一些聚變項(xiàng)目則重新開(kāi)啟具有潛力但被擱置了幾十年的研究路線。還有一些公司正在開(kāi)發(fā)新型超導(dǎo)體，或者將主流概念融合到一起。

雖然他們有強(qiáng)大的工具和創(chuàng)新方法，但許多投資都將面臨失敗。不過(guò)，即便只有一家能成功地建造一個(gè)可以有效發(fā)電的反應(yīng)堆，也將從根本上改變?nèi)祟?lèi)文明的進(jìn)程。在理論上，聚變反應(yīng)中最常用的氫同位素，只需1克即可產(chǎn)生與11噸煤相同的能量，而氦是唯一的副產(chǎn)品。

隨著氣候變化的加劇和電力需求的激增，核聚變有望成為一種零碳、低廢物的電力來(lái)源，這種電力相對(duì)清潔，不存在熔毀或武器化風(fēng)險(xiǎn)。這種充滿誘惑的可能性讓核聚變夢(mèng)想延續(xù)了幾十年。在這些斗志昂揚(yáng)的初創(chuàng)公司中，能有一家最終成功將核聚變變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)嗎？━━━━在不久前，核聚變能源的前景還相當(dāng)黯淡，兩個(gè)最大的工程項(xiàng)目似乎都陷入了停滯。2016年，美國(guó)能源部（DOE）承認(rèn)其耗資35億美元的國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）未能實(shí)現(xiàn)用激光“點(diǎn)燃”自穩(wěn)聚變反應(yīng)的目標(biāo)。美國(guó)能源部的一份報(bào)告建議，NIF研究應(yīng)該從激光點(diǎn)火轉(zhuǎn)變?yōu)榇_定這種點(diǎn)火的可行性。 同年，美國(guó)和其他幾個(gè)國(guó)家的政府開(kāi)始爭(zhēng)論是否停止對(duì)國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）的支持。ITER概念于1985年首次被提出，目前正在法國(guó)南部建設(shè)的ITER是世界上最大的核聚變實(shí)驗(yàn)設(shè)施。該設(shè)施采用托卡馬克裝置，利用磁力來(lái)限制并封閉啟動(dòng)和維持聚變所需的極熱的高能等離子體。但該項(xiàng)目一直受到拖期和成本超支的困擾，目前其投資額已達(dá)到最初50億美元預(yù)算的5倍，完工時(shí)間將推遲到2035年（即使能夠如期建成，按照現(xiàn)行的設(shè)計(jì)，電廠商業(yè)化也還要再過(guò)幾十年）。NIF和ITER的挫折和巨額開(kāi)支不僅使資金枯竭，也耗盡了該領(lǐng)域的熱情。 隨著政府支持大型項(xiàng)目的失敗，非主流的聚變能源研究逐漸獲得了動(dòng)力。從事這些新研究的人希望這些規(guī)模更小的新穎方法能夠加速過(guò)去幾十年的長(zhǎng)期探索。此后，投資者注意到了這一點(diǎn)并將大量資金投入該領(lǐng)域。在過(guò)去的5年里，私人資本已經(jīng)向小型聚變能源公司注入了大約15億美元。亞馬遜的杰夫?貝佐斯、微軟的比爾?蓋茨和風(fēng)險(xiǎn)投資家彼得?泰爾都在核聚變領(lǐng)域下了重注。洛克希德?馬丁公司等大型企業(yè)已經(jīng)啟動(dòng)了自己的小型核聚變項(xiàng)目。 物理學(xué)博士杰西?特雷烏（Jesse Treu）職業(yè)生涯的大部分時(shí)間都花在了投資生物技術(shù)和醫(yī)療技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)上，他說(shuō)他在2016年意識(shí)到：“聚變能源領(lǐng)域開(kāi)始出現(xiàn)美妙的發(fā)展前景，但資金卻跟不上。很明顯，私募股權(quán)和風(fēng)險(xiǎn)投資是發(fā)展這項(xiàng)技術(shù)的一種解決方案，這顯然是對(duì)地球最好的能源解決方案?！彼c人共同創(chuàng)立了恒星能源基金會(huì)，將核聚變研究人員與資金投入聯(lián)系起來(lái)，并提供支持和倡導(dǎo)。 公共資金也已經(jīng)開(kāi)始隨著私人資金涌入這一行業(yè)：在過(guò)去的數(shù)十年里，美國(guó)能源部將大部分非國(guó)防核聚變撥款投向ITER，而現(xiàn)在，它正將部分資金投向主流研究邊緣的項(xiàng)目。例如，2020財(cái)年聯(lián)邦預(yù)算增加1.07億美元用于核聚變項(xiàng)目，另外一個(gè)研究伙伴計(jì)劃允許小型企業(yè)在美國(guó)能源部的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行大型實(shí)驗(yàn)。

美國(guó)政府重新對(duì)核能產(chǎn)生興趣，部分原因是希望跟上中國(guó)的步伐所做的權(quán)衡需求。最近，中國(guó)在暫停了3年之后重新啟動(dòng)了聚變能源項(xiàng)目。中國(guó)政府計(jì)劃2020年在四川省開(kāi)啟一個(gè)新的聚變反應(yīng)堆。同時(shí)，中國(guó)新奧能源控股有限公司一直在投資海外研究項(xiàng)目，并在美國(guó)頂尖科學(xué)家的幫助下，在中國(guó)中部地區(qū)建造一座普林斯頓聚變系統(tǒng)緊湊反應(yīng)堆。

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對(duì)于這些活動(dòng)和投資來(lái)說(shuō)，核聚變發(fā)電仍然是一個(gè)棘手的問(wèn)題。 與核裂變不同，核裂變是將一個(gè)大而不穩(wěn)定的原子核分裂成更小的元素，而聚變反應(yīng)則是輕量元素（通常是氫）的原子核與足夠大的力發(fā)生碰撞，聚變并形成一個(gè)重元素。在這一過(guò)程中，一些質(zhì)量被釋放并轉(zhuǎn)換成能量，也就是愛(ài)因斯坦著名的公式：E = mc2。 在我們的宇宙中存在著豐富的聚變能量——太陽(yáng)和其他穩(wěn)定的恒星的能量都來(lái)自熱核聚變，但觸發(fā)和控制一個(gè)自穩(wěn)聚變反應(yīng)并利用其發(fā)電，這可以說(shuō)是人類(lèi)嘗試過(guò)的最難的工程挑戰(zhàn)。 要融合氫原子核，地面上的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)者要設(shè)法克服帶正電離子的相互排斥（庫(kù)侖力），并通過(guò)所謂的強(qiáng)核力將它們緊密地捆綁在一起。大多數(shù)方法是利用高溫，比太陽(yáng)核心溫度1500萬(wàn)攝氏度還高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在這種狀態(tài)下，物質(zhì)只能以等離子態(tài)存在，脫離原子核的電子在氣體云中自由游蕩。 但高能量密度等離子體非常不穩(wěn)定且難以控制。它會(huì)蠕動(dòng)翻滾，試圖掙脫束縛，遷移到容納它的場(chǎng)的邊緣，然后迅速冷卻并消散。聚變能的大部分挑戰(zhàn)都與等離子體有關(guān)：如何加熱、如何容納、如何成型和如何控制等。解決挑戰(zhàn)的兩種主流方法是磁約束和慣性約束。ITER這樣的磁約束反應(yīng)堆試圖通過(guò)強(qiáng)大的磁場(chǎng)將等離子體穩(wěn)定在托卡馬克裝置內(nèi)。慣性約束法（如NIF法）通常使用激光來(lái)快速壓縮和內(nèi)爆等離子體，使其保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間并引發(fā)聚變反應(yīng)。 長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直認(rèn)為，創(chuàng)造穩(wěn)定高能密度的等離子場(chǎng)越大越好。但隨著超級(jí)計(jì)算和復(fù)雜模型取得最新進(jìn)展，研究人員不斷解開(kāi)等離子體性能更多的奧秘，同時(shí)開(kāi)發(fā)了新的技巧，處理等離子體無(wú)須使用大型復(fù)雜機(jī)械。 得克薩斯大學(xué)核聚變研究所的物理學(xué)家小C. 溫德?tīng)?霍頓（C. Wendell Horton Jr）是該研究最前沿的研究人員之一。他利用得克薩斯大學(xué)的Stampede超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬磁約束反應(yīng)堆內(nèi)的等離子流和湍流?！拔覀冋谶M(jìn)行幾年前還不可能完成的計(jì)算，并及時(shí)建立三維等離子體數(shù)據(jù)模型?！被纛D表示，“現(xiàn)在我們可以看到更細(xì)微的細(xì)節(jié)，而分析理論，甚至是最先進(jìn)的探針和診斷測(cè)量方法都無(wú)法實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這樣一來(lái)，我們對(duì)如何改進(jìn)反應(yīng)堆有了更全面的認(rèn)識(shí)?！?霍頓的發(fā)現(xiàn)為ITER等大型實(shí)驗(yàn)和小型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了信息?！癐TER的問(wèn)題是，不管等離子體表現(xiàn)多好，都仍未找到反應(yīng)堆自穩(wěn)的方法?！彼f(shuō)，“等離子體仍然將在幾分鐘內(nèi)燃盡，這顯然無(wú)法解決能源問(wèn)題。”霍頓和其他研究人員認(rèn)為，一些小規(guī)模的方法更接近實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的反應(yīng)，可以產(chǎn)生基本負(fù)荷電力。 最成熟的核聚變初創(chuàng)公司之一是1998年成立的TAE技術(shù)公司（前身為T(mén)riAlpha 能源公司），位于加州。 TAE反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)目的是利用所謂的場(chǎng)反向配置（FRC）來(lái)創(chuàng)建一個(gè)用自身磁場(chǎng)進(jìn)行自我約束的漩渦環(huán)等離子體。（普林斯頓聚變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也采用了場(chǎng)反向配置。）TAE反應(yīng)堆并沒(méi)有使用氘和氚（大多數(shù)聚變反應(yīng)堆作為燃料的氫同位素混合物），而是向氫化硼燃料中注入高能中性氫粒子束，迫使反應(yīng)產(chǎn)生阿爾法粒子（電離氦核）。X射線的能量沉積在反應(yīng)堆安全殼內(nèi)并產(chǎn)生熱量，熱能通過(guò)傳統(tǒng)的熱轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電能，即將水加熱成水蒸氣來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)。 氫硼聚變是一種無(wú)中子核聚變，這意味著初級(jí)反應(yīng)不會(huì)產(chǎn)生破壞性的中子輻射。這一設(shè)計(jì)方法的主要缺陷是燃料的燃燒需要極高的溫度，高達(dá)30億攝氏度?！斑_(dá)到這一溫度時(shí)，電子會(huì)瘋狂地產(chǎn)生輻射?！瘪R里蘭大學(xué)的物理學(xué)教授威廉?多蘭（William Dorland）表示，“等離子體冷卻的速度比加熱等離子體的速度要快?！北M管場(chǎng)反向配置裝置中等離子體的不穩(wěn)定性傾向似乎低于其他磁約束方法，但是還沒(méi)有人證明場(chǎng)反向配置反應(yīng)堆可以產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體。

TAE聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官米切爾?賓德?tīng)桋U爾（Michl Binderbauer）表示，公司最新的機(jī)器被命名為“Norman”——為了紀(jì)念公司聯(lián)合創(chuàng)始人諾曼?羅斯托克（Norman Rostoker），“其在等離子體封閉和穩(wěn)定性方面，比前一代機(jī)器有顯著改進(jìn)。”這得益于先進(jìn)的人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，它們通過(guò)谷歌開(kāi)發(fā)的前沿算法Optometrist來(lái)實(shí)現(xiàn)。TAE與谷歌合作改進(jìn)算法，分析等離子體特性數(shù)據(jù)，生成創(chuàng)造最理想的聚變條件的變量組合。研究人員在2017年《自然》雜志上的一篇論文中對(duì)此進(jìn)行了描述。

賓德?tīng)桋U爾表示：“我們現(xiàn)在做的事情在10年前是不可能完成的，這正使得學(xué)習(xí)周期變得越來(lái)越快?！?/p>

━━━━先進(jìn)的計(jì)算技術(shù)也為多年前因預(yù)算削減或技術(shù)障礙而被放棄的具有發(fā)展前景的研究項(xiàng)目注入了新的活力?？偛课挥跍馗缛A附近的通用聚變公司是由加拿大等離子物理學(xué)家米歇爾?拉伯格（Michel Laberge）創(chuàng)立的。拉伯格辭掉了一份利潤(rùn)豐厚的激光打印機(jī)開(kāi)發(fā)工作，轉(zhuǎn)而探索一種被稱為“磁化靶聚變”（MTF）的技術(shù)。該公司吸引了超過(guò)2億美元的投資，包括杰夫?貝佐斯以及加拿大和馬來(lái)西亞政府的投資。 通用聚變公司的設(shè)計(jì)結(jié)合了磁約束和慣性約束聚變（ICF）的特點(diǎn)。該技術(shù)將磁約束等離子燃料的脈沖注入一個(gè)充滿了熔融鉛和鋰的渦流球體。反應(yīng)堆周?chē)幕钊麑_擊波推向中心、壓縮燃料，迫使粒子發(fā)生聚變反應(yīng)。由此產(chǎn)生的熱量被液態(tài)金屬吸收、產(chǎn)生蒸汽、推動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)并發(fā)電。 “你可以把它想象成托卡馬克裝置的相反狀態(tài)?！崩裾f(shuō)，“托卡馬克裝置的工作原理是一個(gè)大的等離子場(chǎng)，它的密度相對(duì)較低。而我們?cè)噲D通過(guò)擠壓沖擊波來(lái)制造一個(gè)密度極高的小等離子體。因?yàn)閳?chǎng)很小而密度很高，因此我們只需將其維持1毫秒，就會(huì)發(fā)生聚變反應(yīng)。”

在20世紀(jì)70年代，美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了使用活塞系統(tǒng)來(lái)觸發(fā)核聚變的實(shí)驗(yàn)。這些實(shí)驗(yàn)之所以失敗，很大程度上是因?yàn)闊o(wú)法精確控制沖擊波的時(shí)間。拉伯格的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的算法和高度精確的控制系統(tǒng)，可精調(diào)沖擊波和壓縮的速度和時(shí)間。

“在20世紀(jì)70年代的很多實(shí)驗(yàn)中，問(wèn)題都在于對(duì)稱性。”拉伯格說(shuō)，“我們現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了必需的精確度和力度，所以這部分問(wèn)題已經(jīng)解決了?！?使用液態(tài)金屬可以解決聚變能的另一個(gè)主要挑戰(zhàn)：中子輻射會(huì)腐蝕反應(yīng)堆的內(nèi)壁，因此內(nèi)壁必須經(jīng)常更換，并作為低放射性廢料處理。而液態(tài)金屬能夠保護(hù)堅(jiān)固的外壁不受損壞。液態(tài)金屬雖然會(huì)受到輻射，但不需要定期更換，因此反應(yīng)堆不會(huì)接連不斷地產(chǎn)生低放射性廢料。 通用聚變公司最新的反應(yīng)堆已于2018年底首次產(chǎn)生等離子體，這是該設(shè)施的核心部分。拉伯格表示，該設(shè)施將展示核聚變發(fā)電的端對(duì)端能力?！艾F(xiàn)在我們已經(jīng)成功地創(chuàng)建了一個(gè)穩(wěn)定的、持久的等離子體，我們看到了一個(gè)可行的途徑，讓等離子體產(chǎn)生的能量超過(guò)它消耗的能量?！彼^續(xù)表示，“就商業(yè)化而言，我們的時(shí)間表是幾年，而不是幾十年。”

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美國(guó)弗吉尼亞州的HyperJet Fusion公司研發(fā)了一種類(lèi)似于通用聚變公司的方法，但未使用活塞，而是利用大約600個(gè)等離子槍向反應(yīng)堆噴射等離子流。噴射的等離子流合并形成一個(gè)等離子體外殼，即襯底，然后內(nèi)爆并點(diǎn)燃磁化的靶等離子體。HyperJet Fusion公司的首席執(zhí)行官兼首席科學(xué)家F. 道格拉斯?威瑟斯彭（F. Douglas Witherspoon）表示，該系統(tǒng)不需要加熱系統(tǒng)將燃料加熱到聚變溫度。“內(nèi)爆的等離子體襯底包含靶等離子體，并提供能量來(lái)提升溫度，以達(dá)到聚變條件。由于我們使用的等離子體密度比磁約束系統(tǒng)高得多，因此該裝置將聚變等離子體的尺寸從米級(jí)縮小到厘米級(jí)?！?威瑟斯彭表示，與托卡馬克裝置相比，超噴射聚變公司的方法的優(yōu)勢(shì)在于，不需要昂貴的超導(dǎo)磁體來(lái)產(chǎn)生巨大磁場(chǎng)，進(jìn)而約束聚變?nèi)紵牡入x子體。 托卡馬克裝置項(xiàng)目本身也在重新啟動(dòng)，這得益于不同超導(dǎo)材料的使用使磁約束更具可行性。麻省理工學(xué)院附屬的聯(lián)邦聚變系統(tǒng)在其Sparc反應(yīng)堆的磁體中采用了高溫超導(dǎo)體釔鋇銅氧化物（YBCO）。 聯(lián)邦聚變系統(tǒng)的聯(lián)合創(chuàng)始人、麻省理工學(xué)院等離子科學(xué)與核聚變中心副主任馬丁?格林沃爾德（Martin Greenwald）計(jì)算得出，Sparc反應(yīng)堆的YBCO磁鐵將能夠在其表面產(chǎn)生約21特斯拉的磁場(chǎng)，在等離子體中心產(chǎn)生12特斯拉的磁場(chǎng)，大約是用鈮錫制成的托卡馬克裝置磁場(chǎng)強(qiáng)度的2倍。更強(qiáng)的磁場(chǎng)會(huì)對(duì)等離子體中的帶電粒子產(chǎn)生更強(qiáng)的約束力，從而提高絕緣性，使聚變裝置更小、成本更低、性能更好。 格林沃爾德表示：“如果你能夠在性能相同的情況下將磁場(chǎng)加倍，同時(shí)將裝置尺寸減半，那將改變游戲規(guī)則?！?事實(shí)上，新型小規(guī)模聚變項(xiàng)目的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，它們可以專(zhuān)注于自己設(shè)計(jì)的創(chuàng)新方面，同時(shí)充分利用幾十年來(lái)來(lái)之不易的聚變科學(xué)基礎(chǔ)理論。正如格林沃爾德所說(shuō)：“我們認(rèn)為這種做法將能更快地將核聚變發(fā)電站商業(yè)化，我們接受?chē)@ITER實(shí)驗(yàn)發(fā)展起來(lái)的傳統(tǒng)物理基礎(chǔ)，同時(shí)專(zhuān)注于物理學(xué)家和磁體工程師之間的合作，幾十年來(lái)，他們一直在不斷刷新紀(jì)錄?！?/p>

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但一些具有發(fā)展前景的初創(chuàng)公司并不滿足于接受傳統(tǒng)觀點(diǎn)，他們正在以新的方式應(yīng)對(duì)核聚變的基本物理原理。英國(guó)黎明核聚變公司研發(fā)了一種比較激進(jìn)的方法，使用一種新型的慣性約束反應(yīng)堆來(lái)進(jìn)行核聚變，其設(shè)計(jì)靈感來(lái)自槍蝦這種非常嘈雜的甲殼類(lèi)動(dòng)物。 槍蝦的標(biāo)志性特征是像手槍一樣巨大的鰲，用來(lái)震暈獵物。槍蝦收起鰲的“錘狀”部分，猛擊向鰲的另一側(cè)，引起快速的壓力變化，產(chǎn)生充滿水汽的空洞，稱為空化泡。當(dāng)這些氣泡破裂時(shí)，在水中產(chǎn)生速度為每秒25米的沖擊波，足以獵取小型海洋動(dòng)物。 “槍蝦只是想利用壓力波擊暈它的獵物?！崩杳骱司圩児镜穆?lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官尼古拉斯?霍克（Nicholas Hawker）表示，“它并不關(guān)心空腔內(nèi)爆時(shí)內(nèi)部的水汽壓縮得如此劇烈，以至于形成等離子體，或者說(shuō)，它創(chuàng)造了地球上唯一的慣性約束聚變的例子。”等離子體的溫度超過(guò)4 700攝氏度，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生218分貝的巨響。 霍克在牛津大學(xué)的博士論文中，將重點(diǎn)放在了槍蝦非同尋常的鰲上。他開(kāi)始研究，是否有可能模仿并放大槍蝦的生理機(jī)能，用于點(diǎn)燃發(fā)電聚變反應(yīng)。 黎明核聚變公司與國(guó)際工程集團(tuán)莫特?麥克唐納（Mott MacDonald）合作，籌集了2500萬(wàn)英鎊（約3300萬(wàn)美元），開(kāi)始建造一個(gè)慣性約束聚變反應(yīng)堆，其中“鰲”由一個(gè)金屬盤(pán)形射彈和一個(gè)充滿氘氚燃料的方腔組成。射彈撞擊產(chǎn)生沖擊波，在燃料中產(chǎn)生空化泡。氣泡破裂時(shí)，燃料被長(zhǎng)時(shí)間地大力壓縮，足以發(fā)生聚變。 霍克表示，黎明核聚變公司希望在2020年啟動(dòng)首次核聚變反應(yīng)，在2024年之前實(shí)現(xiàn)凈能量增益。但他承認(rèn)，這些成就還不夠。他表示：“聚變能源不僅需要在科學(xué)上可行，還必須具有商業(yè)可行性?！?沒(méi)有人認(rèn)為這是一件容易的事，但是核聚變能量的巨大挑戰(zhàn)（更不用說(shuō)它的迫切需求）吸引許多科學(xué)家和工程師進(jìn)入這一領(lǐng)域。而且他們的工作經(jīng)費(fèi)也在不斷增加。 TAE技術(shù)公司的賓德?tīng)桋U爾說(shuō)：“你聽(tīng)到的核聚變還要30年、40年或50年的說(shuō)法是錯(cuò)誤的?！彼墓疽呀?jīng)籌集了6億多美元?！拔覀儗⒃?年內(nèi)看到這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化?！?多蘭和霍頓等經(jīng)驗(yàn)豐富的核聚變研究人員傾向于更加穩(wěn)妥的觀點(diǎn)。他們擔(dān)心，就像過(guò)去一樣，無(wú)法兌現(xiàn)的宏大承諾可能會(huì)削弱公眾和投資者的支持。多蘭表示，任何在10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的說(shuō)法“都是不真實(shí)的，我們離獲得核聚變能源還有很長(zhǎng)一段路要走”。 然而，很少有人會(huì)反對(duì)不久的未來(lái)，我們對(duì)核聚變的迫切需求。 “我認(rèn)為，說(shuō)核聚變正在處于雛鷹展翅階段并不過(guò)分。”麻省理工學(xué)院的格林沃爾德表示，“我們沒(méi)有747噴氣飛機(jī)，但我們正在飛行?！?