彭博社报道，美国的科研人员已经在核聚变的商业应用上取得突破。那么，什么是核聚变？会对我们未来的能源产生什么影响？我们还要多久才可以用上核聚变电站发出的电力？

研究人员准备宣布核聚变的关键突破，这是一项难以控制的技术。

此技术的倡导者长期以来一直说它有希望成为廉价、丰富的无碳能源。核聚变有可能改变全球能源格局，但这个里程碑和开发一个实际应用的发电厂之间仍有巨大的差距。

1. 为什么核聚变很重要？

触发聚变反应是一个极其复杂的过程，需要大量的能量。

位于旧金山附近的美国能源部劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家们有望宣布，他们的核聚变试验获得了净能源增益。也就是说，它产生的能量多于它消耗的能量。

科学家们几十年来一直在努力实现这一目标。这一突破创造了一个系统的可能性，这个系统将有足够的能量来维持核聚变反应，并产生可以挖掘和出售的多余电力。它表明，核聚变技术最终可以用于商业规模的发电。

2. 核聚变与核裂变有何不同？

核能有两个非常不同的版本：裂变和聚变，前者将原子分裂开来，后者则将它们融为一体。

自20世纪50年代以来，用于发电的核反应堆都采用了核裂变，正如最初的原子弹一样。反应堆通常日夜不停地生产大量稳定的电力供应，连续数月，直到它们需要补充燃料。

不幸的是，它们也会产生放射性废物，这些废物在数千年内都是致命的，需要小心翼翼地在现场或集中的储存库中储存。

相比之下，核聚变能源是恒星的动力来源，其巨大的引力将氢原子挤压在一起，形成氦气。有了聚变，就没有长期的放射性废物。

3. 为什么核聚变如此困难？

核聚变的实验几乎和裂变的实验一样早，美国在1952年引爆了第一颗核聚变炸弹。

但是，爆炸是一回事，一个稳定的、可控的反应，可以运行一个发电厂是另一回事。将原子融合在一起的过程需要巨大的能量，既要实现反应又要控制它。而直到现在，所有在实验室中产生核聚变的方法都需要比反应本身产生的能量更多的能量。此外，反应产生的高能中子会损坏设备。

尽管如此，许多人仍在努力使其发挥作用。一个由35个政府组成的联盟，在一个名为ITER的项目中一起工作，正在法国建造一个核聚变反应堆，这个可追溯到苏联的“托卡马克”设计（托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器）。它使用激光和强大的电磁铁，围绕着一个超冷的甜甜圈形状的容器排列，容纳热电离气体。

中国是ITER的成员，但也在研究自己的系统，目标是到2040年实现可持续核聚变。私人公司正在尝试他们自己的设计，并得到了包括杰夫·贝索斯、比尔·盖茨和彼得·泰尔在内的高知名度投资者的支持。

4.还有什么挑战？

从加州的突破到建立一个基于核聚变的发电厂，还有很长的路要走。

虽然这个实验在小范围内产生了多余的能量，但这个行业需要开发能够产生更多多余能量的系统，而且规模要大得多。

净能量的增加表明这一概念将是可行的，但系统仍然是复杂和昂贵的。这项测试使用了一些有史以来最强大的激光器，而这些激光器并不容易被用于商业发电厂。此行业仍然需要做大量的工作，以使这个技术广泛使用和负担得起。 

5. 谁将从这一成就中受益？

有许多公司在追踪核聚变技术，而且有几种不同的方法。

他们在寻求技术商业化的过程中需要大量资金，这项成就可能会引起潜在投资者的兴奋。据彭博商业的报道，包括联邦核聚变系统公司和Helion Energy 公司在内的初创公司在2021年吸引了23亿美元的支持，而支持者今年可能会将超过10亿美元投入这个额领域。

其他值得注意的公司包括德国的初创企业Marvel Fusion、美国加州的TAE Technologies公司、以及General Fusion、Tokamak Energy和Zap Energy公司。