Blue Laser Fusion計(jì)劃在2030年利用激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)堆的商業(yè)化

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近日，舊金山一家由諾貝爾獎(jiǎng)獲得者——中村修二共同創(chuàng)辦的初創(chuàng)公司計(jì)劃在2030年左右利用激光技術(shù)實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)堆的商業(yè)化。

中村修二因發(fā)明藍(lán)色發(fā)光二極管而獲得2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，他于2022年11月在加利福尼亞州帕洛阿爾托創(chuàng)立了藍(lán)色激光聚變公司（Blue Laser Fusion）。合伙人包括無(wú)人機(jī)制造商ACSL Ltd．的前首席執(zhí)行官Hiroaki Ohta。這家初創(chuàng)公司早前融資2500萬(wàn)美元，計(jì)劃與東芝公司的一家子公司合作，于2024年在日本建造一座小型實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆。加州大學(xué)圣巴巴拉分校教授中村說：日本擅長(zhǎng)制造業(yè)，而美國(guó)擅長(zhǎng)商業(yè)和營(yíng)銷，他們希望結(jié)合兩國(guó)的優(yōu)勢(shì)來(lái)建造核聚變反應(yīng)堆。

目前，藍(lán)色激光聚變計(jì)劃將核聚變反應(yīng)堆商業(yè)化，它可以產(chǎn)生1千兆瓦的電力，相當(dāng)于一個(gè)普通核電反應(yīng)堆的輸出功率。建造成本約為30億美元。而核聚變技術(shù)旨在復(fù)制太陽(yáng)上發(fā)生的過程，以受控方式產(chǎn)生大量能量。與核裂變不同，聚變不會(huì)產(chǎn)生放射性廢物，這使其成為不僅對(duì)地球而且對(duì)太空任務(wù)都有前景的能源。為了啟動(dòng)聚變點(diǎn)火，研究人員必須將燃料加熱到超過一百萬(wàn)攝氏度，他們使用各種方法完成了這一壯舉。然而，主要的挑戰(zhàn)在于維持反應(yīng)并產(chǎn)生比聚變過程中消耗的更多的能量。在尋求維持聚變反應(yīng)的過程中，核科學(xué)家采用兩種主要方法。第一種涉及磁約束，其中使用強(qiáng)大的磁鐵將等離子體狀態(tài)的燃料保持在環(huán)面或甜甜圈形狀內(nèi)。這種方法導(dǎo)致了托卡馬克反應(yīng)堆的創(chuàng)建，并引起了公司和風(fēng)投的極大興趣和投資；第二種是使用激光并快速連續(xù)發(fā)射。然而，該方法的缺點(diǎn)是大型設(shè)備無(wú)法以連續(xù)模式發(fā)射激光，而小型設(shè)備無(wú)法產(chǎn)生足夠高的輸出來(lái)點(diǎn)燃聚變?nèi)剂?。這就是藍(lán)色激光聚變認(rèn)為它可以帶來(lái)改變的地方。中村曾因開發(fā)藍(lán)色發(fā)光二極管方面的開創(chuàng)性工作而獲得諾貝爾獎(jiǎng)，他相信他的公司可以利用他的半導(dǎo)體專業(yè)知識(shí)為實(shí)現(xiàn)核聚變并將其轉(zhuǎn)化為商業(yè)上可行的技術(shù)創(chuàng)造一條安全的途徑。由于藍(lán)色激光聚變公司目前正在申請(qǐng)專利，因此該方法的具體細(xì)節(jié)仍未披露。不過，中村對(duì)建造速射激光器的可行性充滿信心，并設(shè)想在本世紀(jì)末在日本或美國(guó)建立一個(gè)一千兆瓦的核反應(yīng)堆。在達(dá)到這一里程碑之前，該公司打算在明年年底之前在日本建造一座小型實(shí)驗(yàn)工廠。

自成立以來(lái)的幾個(gè)月里，藍(lán)色激光聚變已在美國(guó)和其他國(guó)家提交了十多項(xiàng)專利申請(qǐng)。該公司還在研究用硼代替氘作為聚變反應(yīng)堆的燃料。該公司聲稱：硼作為燃料不會(huì)產(chǎn)生有害的中子，因此是更有利的選擇。藍(lán)色激光聚變還與其他日本公司合作，如核電站渦輪機(jī)制造商?hào)|芝能源系統(tǒng)與解決方案公司和提供金屬加工服務(wù)的東京YUKI控股公司。2022年12月，美國(guó)勞倫斯－利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室成功演示了利用激光從核聚變過程中產(chǎn)生更多能量。盡管如此，這一成就只是一時(shí)的，要使藍(lán)色激光核聚變具有商業(yè)可行性，他們必須展示出長(zhǎng)期的持續(xù)能力。

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