微軟剛剛簽署了一項令人瞠目結(jié)舌的協(xié)議，從核聚變發(fā)電站購買電力。核聚變，通常被稱為能源的圣杯，是一種潛在的無限清潔能源，科學(xué)家們在一個世紀(jì)的大部分時間里一直在追求它。

一家名為Helion Energy的公司認(rèn)為，它可以在2028年前將圣杯交付給微軟。該公司宣布與微軟達(dá)成購電協(xié)議，將世界上第一臺商業(yè)聚變發(fā)電站接入華盛頓電網(wǎng)。目標(biāo)是發(fā)電至少50兆瓦，這是一個小但重要的數(shù)量，超過了美國前兩個海上風(fēng)電場目前的42兆瓦發(fā)電能力。

芝加哥大學(xué)理論物理學(xué)家Robert Rosner說：“我想說這是我聽過的最大膽的事情。在這類問題上，我永遠(yuǎn)不會說永遠(yuǎn)不會發(fā)生。但如果他們成功了，那將是令人驚訝的?！?/p>

專家們對世界何時可能出現(xiàn)世界上第一座核聚變電廠的樂觀估計從本世紀(jì)末到幾十年后不等。Helion的成功取決于在極短的時間內(nèi)取得顯著突破，然后將其技術(shù)商業(yè)化，使其與其他能源具有成本競爭力。盡管如此，Helion并沒有感到不安。

Helion創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官David Kirtley告訴The Verge：“這是一項具有約束力的協(xié)議，如果我們不能構(gòu)建融合系統(tǒng)，將面臨財務(wù)處罰。我們已經(jīng)承諾能夠建立一個系統(tǒng)，并將其商業(yè)化銷售給［微軟］。”

聚變系統(tǒng)是如何工作的？簡單地說，核聚變模仿了恒星產(chǎn)生自身光和熱的方式。在我們的太陽中，氫原子核融合在一起，產(chǎn)生氦并產(chǎn)生大量能量。

自20世紀(jì)50年代以來，科學(xué)家們一直試圖以可控的方式復(fù)制這一過程。（他們已經(jīng)能夠以一種不受控制的方式復(fù)制它，也就是氫彈。）這與我們今天擁有的通過裂變或分裂原子釋放能量的核電站相反。裂變的一個主要缺點是它會留下不穩(wěn)定的核，這些核可以保持?jǐn)?shù)百萬年的放射性。聚變避免了放射性廢物問題，因為它本質(zhì)上只是在創(chuàng)造新的氦原子。

通過核聚變發(fā)電的最先進(jìn)嘗試包括向微小目標(biāo)發(fā)射強(qiáng)大的激光束，或者依靠磁場用一種名為tokamak的機(jī)器限制被稱為等離子體的過熱物質(zhì)。

Helion公司正在開發(fā)一種40英尺長的設(shè)備，稱為等離子體加速器，可將燃料加熱到1億攝氏度。它將氘（氫的同位素）和氦-3加熱成等離子體，然后使用脈沖磁場壓縮等離子體，直到聚變發(fā)生。

Helion聲稱，該機(jī)器最終應(yīng)該能夠重新獲得用于觸發(fā)反應(yīng)的電力，這些電力可以用來給設(shè)備的磁鐵充電。Kirtley說：“我們用電回收所有用于聚變的能量，這樣我們就可以建造更小、更便宜的系統(tǒng)，并且可以更快地迭代。”麻省理工學(xué)院工程學(xué)院杰出教授Anne White在給the Verge的電子郵件中表示：“這是一個令人興奮的發(fā)布，許多人都渴望看到更多的技術(shù)細(xì)節(jié)?！?/p>

弄清楚如何提高能源效率對于實現(xiàn)聚變發(fā)電至關(guān)重要。畢竟，你需要極大的熱量和壓力來迫使原子融合在一起。直到最近，研究人員還無法在不消耗比聚變反應(yīng)實際產(chǎn)生的更多能量的情況下做到這一點。

Rosner說，如果無法生產(chǎn)商業(yè)數(shù)量的氦-3燃料，獲得足夠的氦-3可能是另一個巨大的挑戰(zhàn)。氦-3是一種非常罕見的同位素，用于量子計算和醫(yī)學(xué)成像。然而，Helion表示，它已經(jīng)為一種通過在等離子體加速器中將氘原子融合在一起來制造氦-3的工藝申請了專利。核聚變的部分吸引力首先在于它可以在氫上運(yùn)行，氫是宇宙中最簡單、最豐富的元素。

假設(shè)Helion能夠完成這一切，它仍然必須確保以一種負(fù)擔(dān)得起的方式做到這一點。它為消費(fèi)者發(fā)電的成本需要與當(dāng)今的發(fā)電廠、太陽能和風(fēng)電場相當(dāng)或更低。該公司沒有分享其在與微軟的購電協(xié)議中同意的價格，但Kirtley表示，該公司的目標(biāo)是有一天將成本降至每千瓦時1美分。

Helion的資助者包括OpenAI首席執(zhí)行官Sam Altman。微軟對OpenAI進(jìn)行了數(shù)十億美元的投資，以促進(jìn)其對ChatGPT等流行工具的開發(fā)。據(jù)《華盛頓郵報》報道，Altman是Helion的董事會主席和最大的投資者，可能參與了Helion與微軟的購電協(xié)議。Kirtley告訴The Verge，過去幾年，他的公司一直在與微軟的數(shù)據(jù)中心小組密切合作，以更好地了解他們的能源需求，并讓微軟適應(yīng)其技術(shù)。

正如幾十年來核聚變的夢想一樣，我們將拭目以待。