隨著高溫超導(dǎo)磁體等技術(shù)進(jìn)步加速、國(guó)內(nèi)外主流聚變裝置不斷取得階段性突破、資本與政策的支持以及AI賦能,聚變研究正從“永遠(yuǎn)50年”進(jìn)入“10-20年”窗口期,商業(yè)公司的高效運(yùn)作或?qū)⑦M(jìn)一步縮短時(shí)間。
新奧在燃料上另辟蹊徑,瞄準(zhǔn)氫硼聚變商業(yè)化。劉敏勝介紹,氫硼聚變具備工程可行性優(yōu)勢(shì),反應(yīng)產(chǎn)物不具有放射性,能解決核廢料處理問(wèn)題;商業(yè)化方面也不必?fù)?dān)心原料問(wèn)題,自然界中氫、硼儲(chǔ)量豐富且易獲取。唯一問(wèn)題是,氫硼聚變要求的等離子體溫度比氘氚聚變高數(shù)十倍,短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)難度較大。
新奧聚變首席科學(xué)家彭元?jiǎng)P和新奧聚變實(shí)驗(yàn)首席科學(xué)家石躍江二人表示,公司擬通過(guò)技術(shù)協(xié)同,結(jié)合球形環(huán)的高物理特性和人工智能優(yōu)化控制,縮短實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證周期。相比于傳統(tǒng)托卡馬克裝置,球形環(huán)結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小,建造和更新迭代更快,因此球形環(huán)氫硼聚變有望快速驗(yàn)證商業(yè)化可行性。
高溫超導(dǎo)磁體的出現(xiàn)亦有望大幅提高磁場(chǎng)使用和裝置設(shè)計(jì)效率。超導(dǎo)材料零電阻屬性是保證托卡馬克磁體長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、防止被燒毀的關(guān)鍵。高溫超導(dǎo)材料不僅應(yīng)用在聚變領(lǐng)域,已逐漸大規(guī)模轉(zhuǎn)向工業(yè)應(yīng)用,需求量大才能把價(jià)格降下來(lái)。2022年,美國(guó)CFS公司開(kāi)建“SPARC”高溫超導(dǎo)托卡馬克,其目標(biāo)是交付一個(gè)商用聚變發(fā)電廠。
人工智能的爆發(fā)也推了核聚變一把。康煒?lè)Q,等離子體運(yùn)行十分復(fù)雜,需要同時(shí)控制大量可調(diào)參數(shù)。以往科研人員都是憑借經(jīng)驗(yàn)甚至想象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),在實(shí)驗(yàn)結(jié)果上作進(jìn)一步優(yōu)化,但每個(gè)人單次可調(diào)整的實(shí)驗(yàn)參數(shù)極為有限。AI的出現(xiàn)可以協(xié)調(diào)多種參數(shù)組合,加速科研人員控制的可行性,打破了聚變實(shí)驗(yàn)控制的傳統(tǒng)范式。
在人工智能發(fā)展對(duì)電力需求激增以及能源安全重要性不斷上升的當(dāng)下,核聚變正在引發(fā)產(chǎn)業(yè)和資本的共振。據(jù)核聚變行業(yè)協(xié)會(huì)報(bào)告,去年全球核聚變公司數(shù)量已從2022年的33家增長(zhǎng)至45家,核聚變產(chǎn)業(yè)吸引了71億美元的投資,比2023年高出近10億美元,其中絕大部分來(lái)自私營(yíng)資本。