研究表明，紧凑型核聚变反应堆“非常有可能发挥作用”

开发紧凑型核聚变反应堆的科学家在一系列研究论文中表明，它应该会奏效，这重新燃起了人们的希望，即模仿太阳产生能量的方式这一长期难以实现的目标可能会实现，并最终为应对气候变化做出贡献。

研究人员和公司官员表示，名为Sparc的反应堆正在由麻省理工学院(Massachusetts Institute Of Technology)和剥离出来的英联邦聚变系统公司(Federal Fusion Systems)的研究人员开发，预计将于明年春天开始建设，需要三到四年的时间。

尽管仍存在许多重大挑战，但该公司表示，在建设之后，将进行测试，如果成功，将从未来十年开始建设一座可以利用聚变能源发电的发电厂。

这个雄心勃勃的时间表远远快于世界上最大的聚变电力项目，这是一个在法国南部进行的名为ITER的多国努力，用于国际热核实验反应堆(ITER)。该反应堆自2013年以来一直在建设中，尽管它的设计不是用来发电的，但预计到2035年将产生聚变反应。

英联邦聚变公司首席执行官、该公司创始人之一鲍勃·蒙加德(Bob Mumgaard)表示，SPARC项目的一个目标是及时发展聚变，使其在缓解全球变暖方面发挥作用。“我们真正关注的是如何尽快获得聚变动力，”他说。

聚变，即轻质原子在数千万摄氏度的温度下聚集在一起释放能量，一直被认为是世界应对发电对气候变化影响的一种方式。

就像分裂原子的传统核裂变发电厂一样，聚变电厂不会燃烧化石燃料，也不会产生温室气体排放。但它的燃料，通常是氢的同位素，将比大多数核电站使用的铀丰富得多，而且聚变产生的放射性和废物比裂变工厂更少，也更不危险。

但是，建造一台可以创造和控制聚变等离子体的机器的障碍是巨大的。聚变等离子体是一种翻滚的超热原子云，它将破坏或摧毁它接触到的任何东西。

一些从事聚变能源研究数十年的科学家表示，虽然他们对SPARC的前景充满热情，但时间表可能是不切实际的。

威斯康星大学(University Of Wisconsin)物理学家卡里·福里斯特(Cary Forest)没有参与该项目，他说，“阅读这些论文给我的感觉是，他们将拥有我们都梦寐以求的受控热核聚变等离子体。”“但如果我要估计他们会在哪里，我会给他们一个2的因子，就像我给所有研究生说某件事需要多长时间时给他们的因子一样。”

Mumgaard博士说，SPARC将比ITER小得多--与足球场相比，大约相当于一个网球场的大小--也远低于国际努力的成本，后者的官方估计耗资约为220亿美元，但最终的成本可能会高得多。英联邦融合公司成立于2018年，拥有约100名员工，该公司表示，到目前为止已经筹集了2亿美元。

自从近一个世纪前开始聚变实验以来，能够产生比使用更多能量的实用聚变设备的前景仍然难以捉摸。聚变动力似乎一直是“只有几十年”的事情。

在这种情况下，这可能也是真的。但是，在周二发表在“等离子体物理杂志”特刊上的七篇同行评议的论文中，研究人员列出了SPARC成功的证据，并产生了高达其消耗能量10倍的能量。

麻省理工学院等离子体科学与聚变中心副主任、该项目首席科学家之一马丁·格林沃尔德(Martin Greenwald)说，这项研究“证实了我们正在进行的设计非常有可能奏效”。格林沃尔德博士是英联邦融合公司的创始人之一，但目前与该公司没有任何关联。

SPARC采用了与ITER相同的装置：托卡马克，或称甜甜圈形室，聚变反应在里面进行。因为等离子体云太热了--比太阳还热--它一定是受到磁力的限制。

ITER使用包含超导导线的巨大电磁线圈来实现这一点，超导导线必须由液氦冷却。

格林沃尔德博士说，SPARC利用了一种较新的电磁铁技术，这种技术使用了所谓的高温超导体，可以产生更高的磁场。结果，等离子体变得小得多。

格林沃尔德博士说，论文显示“这条高场路径看起来仍然可行”。“如果我们能克服工程上的挑战，这台机器的性能就会达到我们的预期。”

它只是在数亿美元投资资金的支持下，与研究机构合作开发聚变能源并将其商业化的众多公司之一。

例如，总部位于南加州的TAE技术公司正在进行一种设计，该设计使用一种线性设备，将两个等离子体云相互发射以产生聚变。First Light Fusion是英国牛津大学(University Of Oxford)的一个分支，它使用能量来压缩和崩溃聚变燃料。

福里斯特博士说，通过使用更强的磁场，Sparc最终实现了他所说的“保守”设计。他说：“这与所有的初创企业完全不同，根据定义，这些初创企业更前卫，风险也更高。”

马里兰大学的物理学家、“等离子体物理杂志”的编辑威廉·多兰德说，该杂志要求其中一些聚变项目“告诉我们它们的物理基础”。他说，麻省理工学院和英联邦聚变组织很快就同意了。

多兰德博士说，“在我看来，这是这些团体中第一个拥有私人资金的团体，这些团体实际上非常清楚地表明了他们在做什么。”

他说：“理性的人对它是否奏效意见不一。”“我很高兴他们挺身而出，用普通的科学语言告诉我们正在发生的事情。”