2026 年剛開年,大家還在吐槽取暖費貴,加拿大通用聚變公司已經刷新了核聚變世界紀錄。他們沒走傳統路線,靠“液態金屬擠壓”的硬核操作,每秒能產生6億個聚變中子,這成果還過了權威期刊評審,是實打實的突破。
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要知道核聚變的原料能從海水里提取,一升海水的能量堪比300升汽油,傳說中 “燒海水就能發電” 的時代,真要被這幫加拿大人敲開大門了?
這回是 “蒸汽朋克” 版的核聚變
咱們得先拋開對核聚變的固有印象。以前提起人造太陽,大家想到的都是 ITER(國際熱核聚變實驗堆)那樣的龐然大物。耗資幾百億歐元,外形像巨型甜甜圈,內部用超導磁體懸浮著比太陽核心還熱的氣體,生怕碰到墻壁燒毀設備。
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要么就是美國國家點火裝置(NIF),用幾百束激光同時轟擊胡椒粒大小的靶丸,精貴又復雜。但這次加拿大走了條 “野路子”,學名叫磁化靶聚變(MTF),通俗點說就是 “暴力壓縮法”。
想象一下,一個裝滿滾燙等離子體的 “氣球”。傳統托卡馬克裝置用磁力手把氣球托在半空;激光聚變用光瞬間壓縮氣球。通用聚變公司則搞了個裝滿熔融鉛鋰混合物的金屬大罐子,讓液態金屬飛速旋轉,中間形成空腔。
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接著,周圍一圈重型活塞在千分之一秒內同時砸向中心。這畫面,活脫脫是工業時代的 “蒸汽朋克” 重現。
最新實驗里,這套裝置展現了驚人控制力。它把中心等離子體瞬間壓縮到初始密度的 190 倍。這就像把一輛 SUV 瞬間壓成易拉罐大小,里面的零件還完好無損。
更關鍵的是,被擠壓的等離子體沒有潰散,內部維持形態的磁場強度飆升 13 倍以上。就像被壓縮到極致的彈簧,積蓄巨大能量卻依然可控。
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這種 “極端暴力下保持穩定” 的能力,正是過去核聚變的核心難題。以前要么壓不住,要么壓住了聚變反應就中斷。這次,他們證明了這條 “第三條道路” 不僅可行,還進展神速。
6 億個中子代表什么?
可能有人覺得,6 億個中子而已,手機像素都能達到幾億,這數字不算驚人。
這里要提醒一句,核物理領域里,中子是最誠實的 “信使”。核聚變的核心是讓氘和氚原子核碰撞融合成氦,這個過程必然會釋放高速中子。
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以前不少 “實現聚變” 的實驗常遭質疑。因為加熱時環境會產生熱噪音,很難區分是真聚變,還是單純的溫度升高。但中子就是實現聚變的鐵證,每秒 6 億個中子噴涌而出,證明裝置中心發生了真正劇烈的熱核反應。
這個數據比之前同類型 MTF 實驗高出整整一個數量級,此前最高紀錄也就 1 億左右。加拿大核學會看完數據直接認證,這是 “磁化靶聚變概念的最高紀錄驗證”。
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這就像宣稱造出法拉利引擎,光聽聲音沒用,現在排氣管噴出了實打實的火焰,證明氣缸真的點火且燃燒充分。這 6 億個中子,就是那團火焰,告訴全球投資人,這不是科幻,是能落地的工程現實。
咱們再看性價比。ITER 項目動輒幾百億歐元,工期能拖到下一代人。而通用聚變公司至今總融資才 3.25 億美元左右。用不到人家零頭的資金,取得如此突破,這才讓能源行業感到震撼,商業資本驅動的私營企業,效率可能真的超越了傳統國家隊。
LM26 機型的 “生死時速”
這項成果發表在《核聚變》期刊上,其實就是一份專業 “體檢報告”,目的是為接下來的LM26 項目鋪路。
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現在,溫哥華旁邊的里士滿,一臺更大的設備,勞森 26 號機(LM26)正在加緊建設。這臺機器可不是用來發論文的,而是演示商業應用潛力。
既然 “液態金屬拳頭” 已被證明有效,LM26 的任務就是推向極致,實現超過 1 億攝氏度的聚變溫度。更重要的是,他們計劃在 2026 年到 2030 年間,沖擊 “科學盈虧平衡”(Q>1),也就是輸出能量大于輸入能量。
這里要說說 “液態金屬” 的天才設計。傳統托卡馬克裝置最頭疼材料損耗,聚變產生的高能中子像子彈一樣轟擊內壁,再好的材料也扛不住幾年損耗。
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但通用聚變用的是液態鉛鋰墻。這層墻本身是液體,損壞后會自然流走,新的液體補充進來,自我修復能力拉滿。而且,液態金屬還能直接帶走熱量用于發電,一舉兩得。
這種設計如果跑通,商業化門檻將大幅降低。不需要昂貴的超導材料,不用頻繁更換內壁,造價可能只有傳統核電站的零頭。按照計劃,若 LM26 未來幾年進展順利,2030 年代初就能看到第一座商業示范電站。
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這個時間表要是成真,對全球能源格局將是降維打擊。咱們還在為石油減產、天然氣漲價糾結,人家已經直奔 “無限清潔能源” 而去。
別高興太早,前面的坑還多著呢
話說回來,雖然加拿大的突破很提氣,但作為理性吃瓜群眾,咱們也得保持清醒,不能被熱血沖昏頭腦。從 “每秒 6 億個中子” 的瞬間爆發,到家里插座持續供電,中間還隔著無數工程難題。
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最核心的難點是頻率。現在的實驗,更像是一次性 “打靶”。準備半天,轟擊一次,得出數據,就算成功。但要變成發電廠,機器得像汽車發動機一樣,每秒重復 “壓縮 - 點火 - 排氣 - 再壓縮” 的過程,而且可能要每秒運行好幾次。
要知道,裝置里是幾百噸重的液態金屬。讓它在高速旋轉的同時,配合活塞做精密往復運動,其中的流體力學問題復雜到能難倒超級計算機。一旦液態金屬飛濺,或者活塞節奏紊亂,整臺機器瞬間就會報廢。
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另外還有熱效率問題。目前理論上中子能量轉化為電能的效率約 40%,要實現商業化盈利,至少得提升到 55% 以上。這中間的能量損耗如何控制,仍是巨大挑戰。
還有人才缺口。全球搞核聚變的頂尖人才其實非常稀缺。未來十年,如果這個行業真要爆發,全球至少需要 1 萬名頂級工程師。但現在每年新增人才也就幾百人,遠遠無法滿足需求。
不過,無論如何,加拿大這次的突破都給全球提了個醒,核聚變不再是 “永遠還要 50 年” 的笑話。現在的賽道上,不僅有國家隊領跑,通用聚變這樣的私營 “黑馬” 也在抄近道。
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對中國來說,這既是壓力也是動力。咱們在托卡馬克路線上處于世界領先,但在磁化靶聚變(MTF)這類新路線上,也得密切關注。畢竟,科技發展的賽道上,一步之差可能就是幾十年的差距。
未來的能源世界,誰先摘下 “人造太陽” 這顆明珠,誰就掌握了下一個世紀的話語權。這場關乎人類未來的能源競賽,才剛剛進入高潮。
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