Marvel Fusion 發(fā)電廠和設(shè)施的渲染圖。

核聚變是為恒星提供動力的能量，如果可以被人類創(chuàng)造出來，極有可能以零碳排放為地球提供幾乎無限的能量——與目前為核電站提供動力的核裂變不同，核聚變不會留下持久的放射性核廢料。

幾十年來，這項技術(shù)似乎遙不可及，但由于回報豐厚，以至于數(shù)以億計的資金源源不斷流入這個有望徹底改變能源行業(yè)的領(lǐng)域。

Marvel Fusion是一家德國的初創(chuàng)公司，成立于 2019 年，該公司正在尋求一種使用激光代替磁體的創(chuàng)新方法，迄今已籌集了 6000 萬歐元。該公司擬用數(shù)年、數(shù)十億美元的資金來建立一個原型，目前他們正在使用計算機模型測試這個想法。

兩種核聚變的研究方向

據(jù)加州大學伯克利分校核工程教授愛德華·莫爾斯說，聚變一般有兩種研究方向：磁約束和慣性約束。

磁約束通常使用托卡馬克，這是一種圓形甜甜圈形狀的機器，帶有非常強的磁體來保持等離子體完好無損，因此可以發(fā)生聚變反應(yīng)。這是經(jīng)過更多實戰(zhàn)考驗的方向，許多初創(chuàng)企業(yè)以及一些國際合作都在朝這一方向努。

而慣性聚變約束聚變剛是指燃料被強烈、快速地壓縮以達到聚變所需的條件。在實踐中，激光被用于壓縮燃料。

“基于磁約束的托卡馬克概念是最先進的聚變裝置?！眹H原子能機構(gòu)核聚變物理學家Sehila M. Gonzalez de Vicente告訴記者。

“盡管如此，基于激光的概念也代表了一種有前途的方法?！彼f。

Marvel Fusion 發(fā)電廠的效果圖。

據(jù)了解，Marvel Fusion 并不是該領(lǐng)域唯一一家使用激光的初創(chuàng)公司，HB11、EX-Fusion和Focused Energy等公司也對該領(lǐng)域開展了研究。

去年8 月，科學家們在加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的點火設(shè)施中在激光聚變科學方面邁出了重要一步。在那一刻，激光聚焦在一個“嬰兒”大小的目標上，產(chǎn)生巨大的能量。

Marvel Fusion的解決方案

Marvel Fusion的解決方案略有不同。NIF公司正在尋求間接激光聚變，它使用中空腔（或“hohlraum”）將激光能量轉(zhuǎn)換成 X 射線，這些 X 射線射入裝有燃料源的膠囊表面。在直接驅(qū)動激光聚變中，沒有空腔——而是激光直接進入燃料艙。

Marvel Fusion 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO Moritz von der Linden表示，直接驅(qū)動的效率更高。

“與依賴高溫的可比熱核模型相比，我們點燃和燃燒燃料所需的能量要少得多。”他告訴記者。

在創(chuàng)立Marvel Fusion之前，Moritz von der Linden在金融和技術(shù)領(lǐng)域工作了 20 年。在他之前的工作中，Linden與一位物理學家合作對另一家聚變公司進行了調(diào)研，這項調(diào)研激發(fā)了 Linden 和Karl-Georg Schlesinger共同創(chuàng)立 Marvel Fusion。

Marvel Fusion 的聚變技術(shù)依賴于超先進的激光器，該公司聲稱最先進的技術(shù)比 NIF 的激光器領(lǐng)先 20 年，后者是在幾十年前開始規(guī)劃的。

Marvel Fusion 還計劃使用氫硼 11 作為燃料源，這比在更多常規(guī)聚變反應(yīng)中使用的氘氚燃料產(chǎn)生的廢物更少。在初級反應(yīng)中，氦核將是唯一的副產(chǎn)物。Marvel Fusion 公司表示，在所有反應(yīng)中，有0.1%產(chǎn)生了“極少數(shù)”快中子，它們是放射性廢物的原因，但這還不足以產(chǎn)生任何長壽命的放射性廢物。

Marvel Fusion 執(zhí)行團隊。Moritz von der Linden（中）是 Marvel Fusion 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官。Heike Freund（右）是首席運營官，Georg Korn（左）是首席科學家兼首席技術(shù)官。

Linden告訴記者，Marvel Fusion仍處于早期階段，只有計算機模擬——到目前為止籌集的資金甚至不足以建造原型，為此，將需耗資數(shù)十億美元，目標是在五到六年內(nèi)擁有一個物理設(shè)施，并在十年內(nèi)擁有一座原型發(fā)電廠。

伯克利大學教授莫爾斯警告說，現(xiàn)在判斷這家初創(chuàng)公司是否會成功還為時過早。

“像大多數(shù)聚變初創(chuàng)公司一樣，他們相信自己的奇跡，”莫爾斯說，“這是風險投資人喜歡的東西——足夠激進的東西，它可能會奏效，成功的話可能會讓他們資產(chǎn)翻上 100 倍。但事實上，是否能成功還有待觀察。