創(chuàng)造核聚變新紀錄，向無限清潔能源邁進一大步

希區(qū)客/編譯

歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應堆（JET）是位于英國牛津市附近卡勒姆核聚變中心的核聚變反應堆。2024年2月，該項目的科學家和工程師宣布，JET創(chuàng)造了核聚變能源紀錄，讓清潔、無限的未來能源離我們又近了一步。

對于這個形似巨大甜甜圈的托卡馬克裝置，科學家僅用0.2毫克燃料就使它創(chuàng)紀錄地維持69兆焦耳聚變能長達5秒——約等于能給1.2萬個家庭供電長達5秒。

太陽等恒星通過核聚變發(fā)光發(fā)熱，人類則將核聚變視作解決清潔能源問題的“圣杯”。專家花費數(shù)十年時間試圖掌握這個無比復雜的過程，如果成功，人類就能利用聚變，以極少燃料獲得取之不盡的能量，與此同時不產(chǎn)生碳排放。

科學家向托卡馬克注入氘和氚——它們被認為是未來商業(yè)聚變工廠最有可能使用的氫同位素。

為產(chǎn)生聚變能，項目團隊將機器中的溫度提高到1.5億攝氏度，約為太陽核心溫度的10倍。這種極端熱度迫使氘和氚融合在一起形成氦，此過程會釋放出大量熱量。

JET的聚變實驗已經(jīng)運行了40多年，上述創(chuàng)紀錄的結(jié)果來自其最后一次實驗。支撐該項目的團隊是由300名專家組成的歐洲核聚變研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟（EUROfusion），其首席執(zhí)行官安布羅吉奧 · 法索利（Ambrogio Fasoli）表示，最后一次實驗及其創(chuàng)下的新紀錄令人對于更新的核聚變項目充滿希望。法索利也提到了在法國南部建造的世界最大的托卡馬克裝置國際熱核聚變實驗反應堆（ITER），以及計劃于ITER之后創(chuàng)建的DEMO（指演示發(fā)電廠）裝置——旨在生產(chǎn)更多能量，就像聚變發(fā)電站原型一樣。

法索利在一份聲明中表示：“我們成功演示了ITER和DEMO等未來聚變機器的運行場景，并得到了新能源紀錄的驗證，這為聚變能源發(fā)展注入了更大信心?！?/p>

雖然聚變能將是氣候危機的終結(jié)者（氣候危機主要由人類燃燒化石燃料引起），但這項技術(shù)可能仍需要多年方可實現(xiàn)商業(yè)化。英國曼徹斯特大學核聚變研究員阿尼卡 · 汗（Aneeqa Khan）表示，等到它被完全開發(fā)出來時，再將其用作應對氣候變化的主要工具就會為時已晚。

聚變能開發(fā)，現(xiàn)在還有許多挑戰(zhàn)等待解決。例如，根據(jù)阿尼卡 · 汗的說法，項目團隊實驗時消耗的能量比產(chǎn)生的更多。

“這是一項偉大的科學成果，但我們距離商業(yè)核聚變還有很長的路要走。聚變發(fā)電站建設還面臨許多工程難題和材料挑戰(zhàn)。然而，對核聚變的投資正在增加，我們正取得真正的進展。我們需要培訓大量具有該領域工作技能的人員，希望這項技術(shù)能在21世紀下半葉得到應用?！?/p>

就在新紀錄公布的同一天，歐盟氣候監(jiān)測機構(gòu)哥白尼氣候變化服務局證實，過去12個月內(nèi)，全球變暖首次突破了1.5攝氏度的閾值。

科學家更關心超過該閾值后的長期變暖問題。這次突破也提醒我們，世界正朝著生物難以適應的氣候變化水平前進。根據(jù)氣候科學的理論，未來十年內(nèi)，全球溫室氣體排放量必須減少到現(xiàn)有水平的一半；到2050年，必須實現(xiàn)凈零排放，這樣才能防止全球變暖加劇至災難性水平，也意味著我們要快速擺脫煤炭、石油和天然氣等化石燃料。

資料來源 CNN