剛剛,世界第一座核聚變電廠動工!沒有鍋爐不燒開水,如何發電?

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你沒有看錯,美國已開始建設世界上第一座核聚變電廠。

路透社7月31日報道,由OpenAI創始人山姆·奧特曼(Sam Altman)和軟銀投資支持的初創公司Helion Energy,已正式在華盛頓州馬拉加開工建設計劃中的核聚變發電廠。

那個被譽爲人類能源“聖盃”、研究了幾十年的可控核聚變,可能正以一種超乎想象的速度,從實驗室衝向現實世界。

這場能源革命的背後,是一個強大的推手——人工智能。

我們正處在一個由AI驅動的時代,大語言模型的每一次進化,背後都是數據中心裏成千上萬顆芯片的瘋狂運轉。而這,需要消耗天文數字般的電力。AI的盡頭是算力,算力的盡頭是電力。爲了餵飽這頭日益龐大的“吞電巨獸”,科技巨頭們心急如焚。

微軟承諾在2030年前實現碳負排放,但風能、太陽能這些傳統清潔能源,有着天然的“間歇性”缺陷,無法滿足數據中心7x24小時不間斷的穩定電力需求。

人類迫切需要一個新的“火種”!

而核聚變,理論上就是完美的答案:它清潔、無碳、能量密度極高,而且能提供永不間斷的基荷電力。 於是,微軟與這家名爲Helion的明星創業公司一拍即合,簽下了全球首個核聚變電力購買協議(PPA),目標是在2028年,讓聚變能源點亮自己的數據中心。

傳統發電,無論是燒煤還是核裂變,本質都是“燒開水”——利用熱量把水變成蒸汽,再推動渦輪機發電。這個過程笨重且效率不高。

而Helion的技術,堪稱能源領域的“降維打擊”。它扔掉了笨重的鍋爐和蒸汽機,直接從磁場裏“憑空”取出電來。

這臺名爲“北極星”(Polaris)的未來發電機,更像是一臺宇宙級的“內燃機”:

第一步:製造“子彈”。在機器兩端,用強磁場將燃料(氘和氦-3)塑造成兩個甜甜圈形狀的等離子體團。

第二步:暴力美學。像發射電磁炮一樣,將這兩個等離子體團以每小時100萬英里(約合160萬公里)的恐怖速度對撞。

第三步:終極一握。在它們相撞的瞬間,外部更強大的磁場以萬鈞之力向內擠壓,將合併後的等離子體瞬間加熱到超過1億攝氏度——這是太陽核心溫度的好幾倍。

第四步:魔術時刻。在這種極端條件下,核聚變發生,釋放出巨大能量。能量撐得等離子體猛烈膨脹,反過來推開外部的磁場。根據法拉第電磁感應定律,磁場的變化直接就在機器的線圈裏產生了電流!

這個過程在千分之一秒內完成,然後像發動機一樣,以每秒一次甚至更高的頻率不斷重複。 它不是在“發電”,而是在“造電”,完全不用鍋爐,不燒開水。這種顛覆性的“直接能量轉換”技術,是Helion敢於叫板2028年的最大底氣。

Helion選擇的燃料也極具爭議。它使用的是氘和氦-3。氘可以從海水中大量提取,成本極低,但氦-3在地球上卻極其稀有。

Helion的解決方案堪稱“鍊金術”:自己造!他們計劃通過聚變過程中發生的副反應來“培育”氦-3,形成一個自給自足的燃料閉環。

但理想很豐滿,現實很骨感。許多科學家指出,這個過程中不可避免的副反應會產生中子和具有放射性的“氚”,這又回到了傳統核能需要解決的材料損耗和放射性防護問題上,讓其“絕對清潔”的承諾打了折扣。

這正是Helion的一場豪賭。它賭的是,用一套全新的、自己更擅長解決的工程問題(高速脈衝、等離子體控制),去替換掉困擾傳統核聚變幾十年的老大難問題(材料科學、穩定燃燒)。

Helion並非孤軍奮戰。在它身後,是一條擠滿了頂級玩家的賽道。全球私營聚變產業的投資額已飆升至近百億美元。

聯邦聚變系統公司(CFS):從麻省理工學院(MIT)走出,手握最多融資,他們用革命性的新磁體技術,升級了最經典的“託卡馬克”裝置,並拿下了谷歌的訂單。

TAE科技:同樣是行業老兵,也獲得了谷歌和雪佛龍的青睞,他們的目標是更具挑戰性、也更清潔的“氫硼”燃料。

這不是一個人的獨舞,而是一場賭上人類未來的科技豪門盛宴。

那麼我們離“盜火”成功還有多遠?

必須承認,Helion的2028年時間表極具野心,甚至在許多專家看來有些過於樂觀。最大的挑戰依然懸而未決:它能否穩定地實現“能量增益”,即輸出的能量必須大於輸入的能量。這是所有聚變研究的終極考驗,也是從“物理實驗”走向“商業電廠”的唯一門票。

人類距離掌握“盜火”的終極奧祕,或許只差臨門一腳,也可能還隔着萬水千山。但無論如何,Helion已經在美國華盛頓州的土地上,挖下了第一剷土。它爲那個無限清潔能源的未來,投下了一張價值連城的“船票”。

讓我們拭目以待。

參考文獻:

Helion Energy starts construction on nuclear fusion plant to power Microsoft data centers. (2025, July). Reuters.

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