摘要:人造太阳核聚变还要永远再等20年吗?一家英国公司刚刚扔出重磅炸弹:他们找到了实现1000倍能量增益的商业化路径,一旦成功,未来的电费可能比水费还便宜!
人造太阳核聚变还要永远再等20年吗?一家英国公司刚刚扔出重磅炸弹:他们找到了实现1000倍能量增益的商业化路径,一旦成功,未来的电费可能比水费还便宜!
一、增益困扰:点燃太阳的火柴
所有问题的核心,都指向一个词:能量增益(Gain)。
这就像你点燃一根火柴,你希望它能烧掉一整片森林,而不是只烧掉火柴头就灭了。在核聚变中,增益就是指聚变反应产生的能量,除以我们为了“点火”而输入的能量。增益小于1,就是亏本买卖;增益大于1,我们才算赚了。
在这场能量炼金术的角逐中,增益就是那块点石成金的贤者之石。
目前的记录:非常残酷,只有4倍。这是美国国家点火装置(NIF)在2025年5月才达到的历史性成就。
商业的门槛:根据严谨的经济模型,增益至少要达到200倍,核聚变发电厂才可能在商业上与现有能源竞争。
4倍到200倍,这中间的鸿沟,让无数天才和巨额资金望而却步。
然而,英国的First Light Fusion(FLF)公司,现在直接把目标定在了1000倍!
他们凭什么?
二、FLARE横空出世:四两拨千斤的巧劲
他们凭的,就是一套被命名为FLARE 的全新方案。
FLARE的哲学,就是用“四两拨千斤”的巧劲,替代了过去“力大砖飞”的蛮力。
颠覆性创新:解耦!
传统方法就像试图一边捏紧一个气球,一边用打火机烤它,结果气球内外受热,很难捏得更紧。而FLARE呢?它说:别急,我们先优雅地、温柔地把气球捏到极致,然后再用一根“针”瞬间把它戳爆!
这就是“解耦”——将“压缩燃料”和“加热点火”这两个步骤彻底分开。这一招,直接打通了任督二脉,让整个系统的要求都大大降低了。
FLARE方案主要依靠三大支柱:
创新的“靶丸”设计:它不再依赖超高功率的激光器,而是用一个巧妙的圆柱形“靶丸”,里面有一个致密的“推手”(pusher),用温和的能量就能把燃料压缩好。点火则交给一个独立的短脉冲激光或脉冲功率系统。
低成本的“脉冲功率”驱动:相比昂贵的激光器,脉冲功率是一种更便宜、效率更高的技术。FLARE的低电压设计更是移除了很多技术障碍,让它变得简单可靠。
聪明的“液态锂池”反应堆:聚变反应在一个液态锂池中进行。这个设计堪称一石多鸟:它能吸收中子、自己生产燃料(氚)、带走热量发电,还能保护反应堆的墙壁,简直是“全能选手”。
三、成本打下来,可能无需再等20年
最动人心的地方,在于它让核聚变的成本“断崖式”下降。
这不是又一个停留在PPT上的幻想,而是一份基于现有技术、成本可控的“施工蓝图”。
根据FLF的白皮书,一个用来验证FLARE方案的实验性设施,其成本预计仅为目前全球唯一实现增益的NIF设施的二十分之一!
更重要的是,建造它所需要的技术,很多都是现成的,供应链风险极低。
First Light Fusion的首席执行官Mark Thomas说:这是一个关键时刻……通过FLARE方案,我们为高增益惯性聚变规划了世界上第一条商业上可行、与反应堆兼容的路径——它植根于真实的科学、成熟的技术和实用的工程。
当然,从蓝图到现实,还有一段路要走。FLF接下来的任务,就是利用现有的各种实验平台,一步步验证FLARE方案的每个环节,并为建造第一个示范反应堆做好准备。
但无论如何,一扇通往未来的大门已经被推开,一个由清洁、廉价、无限能源驱动的未来,或许真的离我们不远了。
让我们拭目以待!
参考文献:First Light Fusion. (2025). FLARE: A BOLD STRATEGY TO UNLOCK FUSION POWER. [PDF Document].
来源:徐德文科学频道