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在實驗室中進行的核反應（稱為核聚變），為太陽和其他恒星提供動力，這聽起來很復雜。

核聚變有潛力創(chuàng)造大量不含碳的清潔能源。因此，盡管目前還沒有科學家能夠從聚變中創(chuàng)造可用能源，但一些公司正在進行這項研究。

科學家們?yōu)閷崿F(xiàn)該目標而制造的裝置稱為反應堆，這個反應堆非常重，耗資數(shù)千萬美元，是幾十年科學研究的巔峰。

TAE科技公司總部設(shè)在加利福尼亞州的富特希爾牧場（Foothill Ranch），是一家采用獨特反應堆設(shè)計的聚變公司。最近，該公司在探索聚變可用能源方面實現(xiàn)了新成就。TAE科技公司分享了這個虛擬實驗室，來解釋核聚變技術(shù)潛力何在。

讓我們來一探究竟。

如何達到5000萬攝氏度

要想在地球上重建聚變，首先，氫等較輕的原子必須加熱，直到達到物質(zhì)的第四種狀態(tài)——等離子體。(前三種狀態(tài)是固體，然后是液體，最后是氣體。)

TAE科技公司首席執(zhí)行官邁克爾·賓德鮑爾（Michl Binderbauer）表示，氣體必須“過熱”才能產(chǎn)生等離子體。

然后，過熱等離子體必須維持足夠長的時間，并處于足夠穩(wěn)定的狀態(tài)才能夠釋放能量。

今年4月，TAE科技公司（成立于1998年）宣布，利用其磁場反向配置(FRC)機器，它能夠在超過5000萬攝氏度的溫度下產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體。這臺機器的別名為諾曼（Norman），這個別名以賓德爾鮑爾（ Binderbauer）已故的導師諾曼·羅斯托克（Norman Rostoker）的名字命名。

雖然這個成就很重要，但這個溫度不是聚變實驗室產(chǎn)生的最熱溫度。聚變工業(yè)協(xié)會執(zhí)行理事安德魯·霍蘭德（Andrew Holland）表示:“中國人和韓國人已經(jīng)在他們的托卡馬克(聚變機器)達到了1億多度，這個實驗很不一樣。”。

下面的視頻顯示，等離子體在TAE的聚變機器中形成并維持。

一種不同的聚變反應堆

通常來說，荷蘭提到的環(huán)形托卡馬克機器用于聚變反應。但據(jù)賓德爾鮑爾（Binderbauer）說，TAE的FRC反應堆建造和維修成本較低，系統(tǒng)也不太復雜。

TAE的FRC機器諾曼（Norman），在照片和下面的視頻中可以看到，建造成本為1.5億美元，建造時間為2016年年中至2017年年中。

它長80英尺，高22英尺，重60000磅。

賓德爾鮑爾告訴《美國消費者新聞與商業(yè)頻道制造》：“首先，這臺機器制造一個真空內(nèi)部。然后我們引入一些粒子，比我們房間里的空氣密度小一百萬倍左右，所以那里的粒子數(shù)量很少。”

在機器的兩端，氫氣加熱后形成等離子體。然后這兩種等離子體在機器的中間碰撞在一起。請看下面的視頻片段。

粒子束加速器(見下面黃色末端的照片)將碰撞在一起的等離子體保持在適當?shù)奈恢?，以發(fā)生聚變。

賓德爾鮑爾稱，TAE科技公司使用氫硼燃料，這是地球上最清潔、最環(huán)保的燃料，不產(chǎn)生有害的初級副產(chǎn)品。”

霍蘭德表示：“但是使用氫硼，需要更高的溫度來實現(xiàn)聚變，所以要困難得多。”

達到5000萬攝氏度為TAE贏得了2.8億美元的投資，投資者包括瓦肯、文洛克、NEA、威康信托、谷歌和科威特投資局，以及艾迪森·費舍爾、阿特·薩姆伯格和查爾斯·施瓦布的家族辦公室。TAE科技總共從投資者那里籌集了8.8億美元的資金。

但是5000萬攝氏度仍然不足以產(chǎn)生所謂的“凈能量”。在目前的技術(shù)下，聚變奪取了它創(chuàng)造的所有能量來維持自己的反應，沒有留下任何凈能量來驅(qū)動其他東西。

為了獲得凈能量，TAE將利用最近獲得的資金建造下一代FRC，稱為哥白尼。根據(jù)TAE 4月份的一份聲明，它將在超過1億攝氏度的溫度下運行良好，模擬凈能源生產(chǎn)狀態(tài)。

哥白尼的設(shè)計，看起來和諾曼很像，但還在設(shè)計中。

聚變的未來

賓德鮑爾說：“我們的計劃，也是我們一直在執(zhí)行的計劃，即在20世紀20年代末將一個示范電廠投入使用，這樣就可以達到商業(yè)化。”

但對聚變的一個常見不滿是，認識到聚變對氣候變化有所幫助，需要時間過長。

世界核能協(xié)會（World Nuclear Association）的高級分析師喬納森·科布（Jonathan Cobb）表示:“核聚變有很大的潛力，能夠為清潔能源的未來做出貢獻。但即使在21世紀20年代實現(xiàn)了凈能量，實現(xiàn)核聚變的廣泛應用仍然有一段路要走。”

Binderbauer 表示，他認為核聚變很重要。在未來的25年里，我們將使世界電力需求翻一番。所以問題在于，電力將如何產(chǎn)生？ 

原標題：實驗室里，科學家利用太陽能生產(chǎn)無限清潔能源