有些初创公司声称，我们再过五年、就可以通过 " 微缩太阳 " 获取无穷无尽的能量了。所谓 " 微缩太阳 "，指的是能够提供充足、低廉的清洁能源的核聚变反应堆。由于人类对化石燃料的依赖，当今世界的全球变暖愈发严重，急需找到其它能源加以替代。否则，成百数千万人的未来将岌岌可危：水源和食品短缺可能会导致饥荒和战争。

人们一直将核聚变视为一种可能的解决方案。但说辞永远是 " 再过 30 年即可实现 "，已经成了一个行业内的笑话。但如今有几家初创公司称，他们可以大大提前将这一设想变成商业现实的时间。

核聚变究竟是什么？

核聚变是指原子核的结合，在这一过程中释放出的大量能量或许能解决我们的能源危机。太阳的能量也正是来源于此。核聚变十分清洁，而且相对安全，也不会产生任何排放物。

但要使氘原子核与氚原子核结合在一起，必须在极大的压力下才能完成，而这需要耗费大量能量，比目前我们能从核聚变中获取的能量还要多。实现 " 能量增益 "、即获得的能量大于输入的能量，对我们来说极具诱惑力，却又难以实现。

不过据核聚变初创公司称，情况已经大有改观。" 核聚变正处于一个重大的转折点上。" 加拿大初创公司 General Fusion 总执行官克里斯托弗 · 莫里指出。该公司希望在五年内实现商业规模的核聚变。

" 如今我们可以将日渐成熟的核聚变技术与 21 世纪新诞生的辅助技术相结合，如添加剂制造、高温超导体等等。核聚变再也不是‘再过 30 年’的事情了。" 对于核聚变的威力，这应该目前最具摧毁性的工具了。

牛津大学基布尔学院荣誉教授韦德 · 艾力森称，该设想背后的科学原理已经得到了证实。主要挑战在于实践方面。" 具体时间我们还无法肯定，但基本的科学原理已经解决了，目前的挑战在于材料方面的技术问题。" 艾力森教授表示。

难度来自何处？

一大挑战在于，我们必须打造出强大到足以容纳超高温等离子体、并且能承受极高压力的容器。英国原子能机构总执行官伊安 · 查普曼教授指出，其排气系统 " 经受的温度与压力将与太空飞船重新入轨时差不多 "。此外还需要机器人维护系统，以及自动填料、修复与燃料储存系统等。

" 英国原子能机构正在研究这些问题，并在牛津附近的卡拉姆科学中心附近修建新的研究设施，与业界共同研发解决方案。"

发生了哪些变化？

一些私营能源企业认为，通过运用新材料和新技术，他们可以更快地解决这些实际挑战。位于牛津郡的 Tokamak Energy 公司正在研究球型托塔马克，即利用高温超导体、将等离子体限制在极强磁场中的反应堆。这里的 " 高温 " 是物理概念，相当于零下 70 摄氏度。

" 这是目前最成功的托塔马克。" 该公司总执行官乔纳森 · 卡灵表示，" 球型托塔马克是一种效率更高的拓扑学结构，因此我们能够大大提高反应的紧凑度和效率。此外它体积较小，因此灵活度更高，成本也较为低廉。"

该公司目前已经打造了三台托塔马克，其中第三台名为 ST40，利用厚 30 毫米的不锈钢和高温超导体打造。今年六月，该托塔马克中的等离子体温度成功达到了 1500 万摄氏度，比太阳核心温度还要高。该公司希望明年夏天能够突破 1 亿摄氏度。而中国科学家称自己已于本月实现了这一目标。" 我们希望在 2022 年前实现能量增益，并在 2030 年前开始向电网供电。" 卡灵表示。

与此同时，美国麻省理工学院正在与新成立的 Commonwealth Fusion Systems 公司合作，共同研发甜甜圈形托塔马克 Sparc。该团队由比尔盖茨、杰夫 · 贝佐斯等亿万富翁出资，希望能研发出可以在工厂中制作、然后送往现场组装的小型反应堆。

这些私营企业正在挑战 Iter（国际热核实验反应堆）的地位。这项核聚变项目共涉及 35 个国家，具有旗舰性意义。Iter 在拉丁语中有 " 路 " 的意思。目前该项目正在打造全球最大的实验聚变设施，但直到 2025 年后才会点火试营，此后还需要更长时间才能投入商业应用。

各 Iter 成员国利用核聚变获取清洁能源的紧迫程度不同。一名发言人表示，一些国家明确表示，希望在 2050 年前实现核聚变并网发电；其它国家则将目标放在本世纪后半叶。

而该领域的后起之秀们认为，自己可以做得更好。" 利用新型高温超导体磁场技术，我们可以打造出体积小得多的净能量聚变设备。Sparc 的体积和重量将只有 Iter 的 64 分之一。" 麻省理工学院等离子体科学与聚变中心副主任马丁 · 格林沃德指出。而更小的体积就意味着更低的成本，核聚变领域也可以形成 " 更小、更灵活的组织。"

但各方人士似乎都认为，Iter、卡拉姆科学中心和私营领域的工作其实是相互补充的性质。归根结底，我们都有着同样的梦想：让核聚变发电成为未来清洁能源的核心所在。