微软巨大新赌注 下注“核聚变”

Image: Helion

微软刚刚签署了一项令人瞠目结舌的协议，从核聚变发电站购买电力。核聚变，通常被称为能源的圣杯，是一种潜在的无限清洁能源，科学家们在一个世纪的大部分时间里一直在追求它。

一家名为Helion Energy的公司认为，它可以在2028年前将圣杯交付给微软。该公司宣布与微软达成购电协议，将世界上第一台商业聚变发电站接入华盛顿电网。目标是发电至少50兆瓦，这是一个小但重要的数量，超过了美国前两个海上风电场目前的42兆瓦发电能力。

芝加哥大学理论物理学家Robert Rosner说：“我想说这是我听过的最大胆的事情。在这类问题上，我永远不会说永远不会发生。但如果他们成功了，那将是令人惊讶的。”

专家们对世界何时可能出现世界上第一座核聚变电厂的乐观估计从本世纪末到几十年后不等。Helion的成功取决于在极短的时间内取得显著突破，然后将其技术商业化，使其与其他能源具有成本竞争力。尽管如此，Helion并没有感到不安。

Helion创始人兼首席执行官David Kirtley告诉The Verge：“这是一项具有约束力的协议，如果我们不能构建融合系统，将面临财务处罚。我们已经承诺能够建立一个系统，并将其商业化销售给[微软]。”

聚变系统是如何工作的？简单地说，核聚变模仿了恒星产生自身光和热的方式。在我们的太阳中，氢原子核融合在一起，产生氦并产生大量能量。

自20世纪50年代以来，科学家们一直试图以可控的方式复制这一过程。（他们已经能够以一种不受控制的方式复制它，也就是氢弹。）这与我们今天拥有的通过裂变或分裂原子释放能量的核电站相反。裂变的一个主要缺点是它会留下不稳定的核，这些核可以保持数百万年的放射性。聚变避免了放射性废物问题，因为它本质上只是在创造新的氦原子。

通过核聚变发电的最先进尝试包括向微小目标发射强大的激光束，或者依靠磁场用一种名为tokamak的机器限制被称为等离子体的过热物质。

Helion公司正在开发一种40英尺长的设备，称为等离子体加速器，可将燃料加热到1亿摄氏度。它将氘（氢的同位素）和氦-3加热成等离子体，然后使用脉冲磁场压缩等离子体，直到聚变发生。

Helion声称，该机器最终应该能够重新获得用于触发反应的电力，这些电力可以用来给设备的磁铁充电。Kirtley说：“我们用电回收所有用于聚变的能量，这样我们就可以建造更小、更便宜的系统，并且可以更快地迭代。”麻省理工学院工程学院杰出教授Anne White在给the Verge的电子邮件中表示：“这是一个令人兴奋的发布，许多人都渴望看到更多的技术细节。”

弄清楚如何提高能源效率对于实现聚变发电至关重要。毕竟，你需要极大的热量和压力来迫使原子融合在一起。直到最近，研究人员还无法在不消耗比聚变反应实际产生的更多能量的情况下做到这一点。

Rosner说，如果无法生产商业数量的氦-3燃料，获得足够的氦-3可能是另一个巨大的挑战。氦-3是一种非常罕见的同位素，用于量子计算和医学成像。然而，Helion表示，它已经为一种通过在等离子体加速器中将氘原子融合在一起来制造氦-3的工艺申请了专利。核聚变的部分吸引力首先在于它可以在氢上运行，氢是宇宙中最简单、最丰富的元素。

假设Helion能够完成这一切，它仍然必须确保以一种负担得起的方式做到这一点。它为消费者发电的成本需要与当今的发电厂、太阳能和风电场相当或更低。该公司没有分享其在与微软的购电协议中同意的价格，但Kirtley表示，该公司的目标是有一天将成本降至每千瓦时1美分。

Helion的资助者包括OpenAI首席执行官Sam Altman。微软对OpenAI进行了数十亿美元的投资，以促进其对ChatGPT等流行工具的开发。据《华盛顿邮报》报道，Altman是Helion的董事会主席和最大的投资者，可能参与了Helion与微软的购电协议。Kirtley告诉The Verge，过去几年，他的公司一直在与微软的数据中心小组密切合作，以更好地了解他们的能源需求，并让微软适应其技术。

正如几十年来核聚变的梦想一样，我们将拭目以待。