據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》網(wǎng)站5月17日?qǐng)?bào)道，圍繞核聚變發(fā)電，各國的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在以實(shí)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(dòng)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(qiáng)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(jìn)。
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(qiáng)”的企業(yè)，力爭到21世紀(jì)30年代核聚變發(fā)電投入實(shí)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(shí)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(shí)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(qiáng)力超導(dǎo)磁鐵的技術(shù)，到2026年將建設(shè)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆將于2025年投入運(yùn)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(jì)劃在2027年之前在英國啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃(ITER)瞄準(zhǔn)的21世紀(jì)中期相比，實(shí)用化將大幅提前。
中國的存在感也在增強(qiáng)。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(shí)驗(yàn)堆(CFETR)，比國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)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(gè)國家和地區(qū)申請(qǐng)的相關(guān)專利，給競爭力評(píng)分后排出名次。結(jié)果顯示，按申請(qǐng)專利的企業(yè)和研究機(jī)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(shí)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(jī)構(gòu)核聚變科學(xué)研究所的技術(shù)，目標(biāo)是推動(dòng)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋形(磁場)的實(shí)用化，推進(jìn)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(shí)驗(yàn)室的國家點(diǎn)火裝置在全球首次實(shí)現(xiàn)了聚變點(diǎn)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(shí)用化需要進(jìn)一步提高效率，讓反應(yīng)持續(xù)下去。該實(shí)驗(yàn)室主任金·布迪爾也在成果發(fā)布會(huì)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(shí)用化時(shí)間能否提前，將成為今后的焦點(diǎn)。
