據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》網(wǎng)站5月17日報道，圍繞核聚變發(fā)電，各國的研究機構(gòu)和企業(yè)正在以實用化為目標(biāo)展開激烈的競爭。要發(fā)生核聚變反應(yīng)，必須將燃料加熱到1億攝氏度以上，形成原子核質(zhì)子和電子自由移動的等離子狀態(tài)。控制具有高能量且不穩(wěn)定的等離子體的技術(shù)不可或缺，包括利用強力磁鐵封閉等離子體的托卡馬克型和用激光照射并封閉的激光型等，多種方式的開發(fā)正在推進。

自21世紀(jì)10年代后期以來，全球出現(xiàn)了許多核聚變初創(chuàng)公司，募集到巨額資金，其中大部分是私人投資。還出現(xiàn)了被稱為“三強”的企業(yè)，力爭到21世紀(jì)30年代核聚變發(fā)電投入實用。其中之一的英國托卡馬克能源公司2022年3月在企業(yè)當(dāng)中首次實現(xiàn)了核聚變反應(yīng)所需的1億攝氏度的等離子體。為了長時間保存放入球狀容器的等離子體，它將致力于開發(fā)使用強力超導(dǎo)磁鐵的技術(shù)，到2026年將建設(shè)實驗反應(yīng)堆。

源自美國麻省理工學(xué)院的美國聯(lián)邦聚變系統(tǒng)公司也將使用超導(dǎo)磁鐵。生成的能量多于投入能量的實驗反應(yīng)堆將于2025年投入運行。加拿大通用聚變公司將使用一種用液態(tài)金屬包裹和壓縮等離子體的自主技術(shù)。該公司計劃在2027年之前在英國啟動實驗性反應(yīng)堆。

這三家企業(yè)分別籌集了2.5億美元至20億美元以上的資金，均力爭在21世紀(jì)30年代初期實現(xiàn)核聚變發(fā)電的商業(yè)化。如果獲得成功，與日本、美歐、中國和印度等參加的國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆計劃(ITER)瞄準(zhǔn)的21世紀(jì)中期相比，實用化將大幅提前。

中國的存在感也在增強。中國正在爭取到21世紀(jì)30年代啟用具備發(fā)電能力的中國聚變工程實驗堆(CFETR)，比國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆的規(guī)模更大。日本一家調(diào)查公司根據(jù)在日美歐中等30個國家和地區(qū)申請的相關(guān)專利，給競爭力評分后排出名次。結(jié)果顯示，按申請專利的企業(yè)和研究機構(gòu)的國籍來看，中國排在首位。2015年以后，中國擁有的重要專利大幅增加，超過了美國。中國科學(xué)院等擁有重要的專利技術(shù)。

資金實力較弱的日本企業(yè)將在零部件銷售等方面尋找出路。接受三菱商事等16家公司出資的初創(chuàng)企業(yè)京都聚變工程公司，今年將向英國原子能管理局交付核聚變研究反應(yīng)堆的主要設(shè)備回旋振蕩管。另一家企業(yè)Helical聚變公司繼承了日本自然科學(xué)研究機構(gòu)核聚變科學(xué)研究所的技術(shù)，目標(biāo)是推動穩(wěn)定運轉(zhuǎn)螺旋形（磁場）的實用化，推進零部件開發(fā)等。

圍繞核聚變，2022年12月，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的國家點火裝置在全球首次實現(xiàn)了聚變點火，產(chǎn)生了相當(dāng)于投入量1.5倍的能量，受到關(guān)注。但這只是一次性的瞬間反應(yīng)。實用化需要進一步提高效率，讓反應(yīng)持續(xù)下去。該實驗室主任金·布迪爾也在成果發(fā)布會上表示，商用化“或?qū)⒃跀?shù)十年后”。初創(chuàng)企業(yè)是否有大量民間資金涌入、開發(fā)是否加速、實用化時間能否提前，將成為今后的焦點。



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