发电机三种运行方法

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世界核聚变发电商业化好像又近一步了！

2022年年底，美国高调地宣布，他们的科研人员取得了核聚变能源研究上的重大突破，首次实现了净能量增益。

美国网站上关于聚变产生多余能量的文章

就是说，人类用核聚变发电作为日常能源的希望又增大了。

而实现这一突破的，是位于加利福尼亚州的劳伦斯利.弗莫尔国家实验室。美国能源部长詹妮弗.格兰霍姆兴奋地表示，这是美国在清洁能源上里程碑式的进步。

詹妮弗称，如果核融合能源的推进顺利的话，以后就能用核聚变能源来代替现有的发电模式，为所有的交通、工业提供燃料。并且，美国还能在10年内将核聚变能源商业化，让核聚变能源的好处深入普通家庭。

美国能源部长詹妮弗.格兰霍姆

此言一出，很多人都震惊了，在气候问题、能源危机的双重夹击下，开发一个稳定的新能源成了人类可持续发展路上的重中之重。而能在如此短的时间内，实现新能源的普遍使用，无疑是很有挑战性的。

有国外的网友自信表示，美国的这次技术突破，很有可能彻底改变世界能源结构，永远地解决能源危机。

那我们离大规模使用核聚变发电还要多久呢？

核聚变发电普遍化真的会很快到来吗？

美国能源公司的展望

美国的Helion Energy公司跳出来表示，小菜一碟，他们将在2024年造出首个聚变发电机。

Helion Energy是一家做清洁能源公司，创立于2013年，总部在华盛顿州。

这家公司有什么来头，敢夸下这么大的海口呢？

Helion Energy有一个知名投资人叫山姆.阿尔特曼，他就是最近火出天际的ChatGPT的现任CEO。

山姆.阿尔特曼现在被媒体称为“ChatGPT之父”

山姆为Helion Energy豪掷了3.75亿美元，他表示这是他迄今为止做的最大的投资项目。

山姆并不怕短期内收不回成本，因为他看中了Helion Energy生产清洁能源的前景。

Helion Energy在2021年的时候就发布公告称，他们制造的第六代聚变发电机“特伦塔”已经通过了1亿摄氏度的温度测试，目前正在积极地开发第七代发电机“北极星”。

Helion公司第六代聚变发电机原型

据悉，北极星原型机的体积将远远小于第六代特伦塔，并且能广泛投入到商业发电中。这样一来，人类就有了能解决气候问题的王炸清洁能源。

除了2024年造出聚变发电机的小目标，Helion Energy还有一个时间较长的目标，要在十年内让他们的聚变发电厂遍布世界各地。

发电厂多了，成本也就控制下来了，到时候，越来越多的人用的起这个新兴能源，生活水平会越来越高。

如果核能被广泛应用，那么化石燃料可能就会减少使用了

而Helion Energy除了拿到山姆的3.75亿投资，还对外融资了5亿美元。这是多大的决心和信心，看来，他们是誓要把核聚变发电这个尖端项目搞成平民化的商业模式了。

那么核聚变发电大规模用在日常生活中的目标，真的能实现吗？

核聚变发电技术

核聚变发电简单来说，就是把聚变燃料加热，到了1亿度以上产生核聚变，这种聚变能产生热能，再用核聚变的热能来发电。

核聚变发电就是利用聚变产生的能量进行发电

所以，Helion Energy的第六代发电机通过了1亿度高温的测试，是真的能实现小规模的核聚变发电的了。

但是好像提到核能，很多人都会感到害怕，因为核武器的威胁和日本福岛核电站泄漏事件让人觉得核能都是危险的。

不过，这个问题确实不能放在一起比较，福岛核电站的核反应堆跟Helion Energy的完全不同。

福岛核电站用的是核裂变产生的能量，而Helion Energy用的是核聚变。

核电站发电是通过利用核裂变产生的能量

热核聚变的安全性非常高，核裂变反应堆根本不能跟它相提并论。此外，热核聚变还有源源不断的能量。

一般来说，热核聚变只需要满足两个条件便能处在可控范围内，一个是足够高的温度，一个是足够长的时间。

所以，聚变发电站是安全的，不会随便爆炸，在燃料跟不上的情况下，反应堆的工作就自动停止了。

核聚变的燃料是氘和氚，这些物质可以人工获得，并不是天然资源，根本不存在依赖化石燃料的问题，所以成本也相对低。因为只要技术到位每个国家都可以自己研制，没有能源垄断问题。

核聚变的燃料是氘和氚

核聚变发电的优点很多，除了反应放能的效率高外，它不会产生核废料，不会像核裂变那样，会出现高水平且持续时间长的核辐射问题。

核聚变发电唯一的缺点就是，实现起来比较难，需要大量的、持续供给的人力、物力、财力。

当1970年第一代核聚变能源实现之后，科学界普遍认为起码还要50年时间才能做到广泛应用。

如今，50年已经过去，尽管Helion公司对外宣称的时候信心满满，但大部分人认为这种成果的实现，依旧道阻且长。

Helion公司对外宣称的时候信心满满

聚变发电机

事实上，关于这个公司的研究成果，网友持很多态度。

有一部分相信能实用，有一部分则认为这只是一个噱头。毕竟美国这些年来每一次技术突破，都获得了大量的关注。

至于Helion Energy的特伦塔原型机，是2020年建造成功的，服役后，它几乎没有休过假，每天保持高强度运行。它能造出10特斯拉以上的磁场来压缩等离子体，并让等离子体的维持时间超过1毫秒。

Helion Energy表示，特伦塔起码能回收95%的能量，损耗率非常小。当北极星成功研制后，效率将比特伦塔高的多。

Helion的聚变发电机模型

此外，北极星还能大大提高核聚变的脉冲速度，特伦塔的核聚变脉冲是10分一次，Helion Energy对北极星的预测是一秒一次。

以上种种提升，都是节省净能量的途径，在2022年这次净能量增益成果实现之前，劳伦斯利.弗莫尔国家实验室的国家点火装置的最好成绩是，能量收益为70%，净能量损失非常大。

而这次的实验成果，能量和时间都达到了最高值，能量的收获远远大于能量消耗。这将极大地促进聚变发电的商业化，因为只有不断地提高产能和效率，才能降低价格，使产品更贴近大众市场。

这次的实验结果收获的能量远大于消耗的能量

聚变点火一直以来是人类最难的科学挑战之一，劳伦斯利.弗莫尔国家实验室的这次成果，也算是全人类科学的胜利吧。

其实不光美国在可控核聚变实验上取得了进步，我国在2022年也获得了不小的成绩。

我国的托卡马克装置等离子电流突破了1兆安的水平，是我国可控核聚变研发的全新记录，我们也在努力向着核聚变发电商业化狂奔。

托卡马克装置的基本结构

中核集团的首席专家段旭如曾在采访中对此作出了展望，他表示，虽然长时间维持核聚变反应获取能量仍然困难重重，但我们可以努力研发一种核聚变发电方式，让它商业化。

段旭如还说，可控核聚变研究目前在全世界都是焦点，也正处在关键的发展期，我国的科研团队正在进行攻坚工作，全球首座聚变发电站在几年后应该能落地实现。

各国都在竞相研究这个项目，希望在未来的商业应用中占据主导权，不仅美国和中国，欧洲也在氘氚聚变运行控制技术做了不少实验。

但段旭如还是积极地认为托卡马克装置更为成熟，更能保障能量的持续输出，满足将来的商业化应用。

段旭如认为托卡马克装置更为成熟

当然，有个问题我们要清楚，核聚变发电的商业化普及并不是一朝一夕的事，美国和我国现在提出的商业化，指的是民间资本的介入，是相对于国家投资而言。真正的民用普及，不知道还要等待多少年。

也许，它大概率能实现。

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