太阳是终极的核聚变机器，不断地将原子粉碎并产生能量。几十年来，物理学家一直在努力以一种可靠、经济的方式在地球上制造核聚变。如果成功，它将开启无限安全、清洁的能源来源——可再生能源的所谓“圣杯”。
现在，自这项工作开始半个多世纪以来，该领域的许多人表示，他们接近实现这一目标——太平洋西北地区正在成为全球为数不多的核聚变中心之一。
清洁技术联盟最近主办了西雅图核聚变周，该活动吸引了国家官员，并邀请了该地区五家核聚变公司中的四家:华盛顿州的Helion能源公司、Zap能源公司、CTFusion和Avalanche能源公司。第五种是通用核聚变，位于不列颠哥伦比亚省。
华盛顿大学和太平洋西北国家实验室也提供核聚变专业知识和研究。
“(美国70多年来，美国能源部及其前身一直耐心地支持核聚变。但我相信这将带来巨大回报。美国能源部高级顾问兼首席核聚变协调员斯科特·许(Scott Hsu)在向核聚变周与会者讲话时说。
他补充说:“西雅图地区拥有引领核聚变走向未来的所有合适的因素。”“不管你知不知道，你就是一个融合中心。”
白宫科技政策办公室的能源负责人萨莉·本森(Sally Benson)也出席了此次活动，并赞扬了太平洋西北地区。
本森说:“我在这个地区看到了清洁能源的未来。”“我想象不出还有什么社区比这个新兴产业更有活力、更受欢迎了。”
要缓和这种兴奋，还需要面对巨大的障碍。
在未来的十年里，核聚变公司正在建造他们希望的最终实践轮，包括原型和示范项目。在这些项目中，他们的目标是达到“盈亏平衡”或“Q=1”，这意味着他们能产生足够多的能量来制造核聚变。一些人正在努力实现“净电力”，这意味着他们可以捕获更多的电力，投入电网，而不是用于制造核聚变。
如果一切顺利，在企业开始建造商用核聚变机器之前，下一代设备应该提供足够的证据——通常是实际结果和计算机建模的结合。最雄心勃勃的计划是在21世纪30年代初开始商业化发电。
在批准方面，美国核管理委员会(U.S. Nuclear Regulatory Commission)下周将举行一场外界期待已久的简报会，介绍该行业潜在的许可要求和监管规定。
业内人士相信，多家公司最终可能实现净电力，但将该技术商业化的能力可能是成功的决定性因素。
西雅图CTFusion公司的联合创始人兼首席执行官德里克·萨瑟兰(Derek Sutherland)说:“这就是核聚变竞赛的赢家。”
向前推动融合
要产生核聚变，首先必须产生等离子体——一种过热的气体，是四种物质状态中能量最高的——两个原子核相互碰撞，形成一个新原子并释放能量。等离子体是在各种各样的设备中产生的，这些设备的温度可以达到比太阳还高的温度，而且必须在足够长的时间内包含反应。反应所释放的能量被捕获并转化为电能。
融合有很多好处。与核裂变不同，核聚变装置不会有熔毁的风险。与裂变相比，核聚变燃料更容易获得，反应不会产生可武器化的材料，也不会产生重大的危险废物。与太阳能和风力发电厂相比，这种设备可以以更小的占地面积产生大量的能源。
在过去的几年里，政府和投资者对核聚变越来越看好。
今年9月，能源部宣布了一项5000万美元的新计划，以支持私营公司。今年夏天的《通货膨胀削减法案》包括2800亿美元用于能源部对核聚变设备和建设项目的支持。
根据PitchBook的数据，对于风险投资而言，2021年是融合领域创纪录的一年，全球有15笔交易，投资额接近30亿美元。今年截至10月底，投资额为6.547亿美元。
Helion在西北部获得了最大的投资，获得了5.72亿美元的风险投资，并在华盛顿州埃弗雷特和雷德蒙德设有设施。这家有9年历史的公司正在建造其第七个核聚变装置原型机，并希望在2024年展示其净电能。如果它实现了这一目标，它将成为第一家实现这一目标的公司。
“我们即将证明一些重要的东西，”在最近一次参观该公司设施时，Helion的首席商务顾问斯科特•克里洛夫(Scott Krisiloff)表示。
通用核聚变公司在过去20年里筹集了3亿多美元，目前正在英国原子能机构(United Kingdom Atomic Energy Agency)的卡勒姆园区(Culham Campus)建造一个演示设备。该公司是该领域的首批公司之一，其团队充满信心，但仍承认未来面临挑战。
通用核聚变公司负责核聚变岛工程的副总裁迈克·唐纳森(Mike Donaldson)说:“我们真的能够从我们存在的这么长时间中获益。”“我们已经找到了商业化的道路。”
这是太平洋西北地区五家核聚变公司的简介。
氦核能源
- 地点:华盛顿州埃弗雷特和雷德蒙德。
- 成立:2013
- 资助:5.72亿美元的风险投资和500万美元的政府拨款，外加一笔额外资金17亿美元的风险投资是关键的里程碑nes实现
- 员工人数:120人
- 技术:磁惯性聚变，脉冲操作，场反转配置
- 燃料:氘和氦-3(氢和氦的不同形式)
- 值得注意的里程碑:2021年，特伦塔原型机成为首家等离子体温度超过1亿摄氏度的私人投资公司。
- 下一个步骤:Helion正在制造其第七个原型设备“北极星”(Polaris)，该公司预计该设备将能够进行演示到2024年实现“净电力”，这意味着它产生和捕获的电力比使用的还要多。如果Helion能做到这一点，它将是第一家做到这一点的公司。
- 创始人:创始人David Kirtley毕业于密歇根大学，联合创始人Chris Pihl和George Votroubek毕业于华盛顿大学
- 著名投资者:OpenAI首席执行官、Y Combinator前总裁萨姆•奥特曼;Facebook联合创始人达斯汀·莫斯科维茨;秘银资本和摩羯投资集团
Zap能源
- 地点:华盛顿州埃弗雷特和穆基尔特奥
- 成立:2017
- 资金:大约2亿美元的风险投资，780万美元的政府拨款
- 员工人数:94人
- 技术:磁有限公司精细融合，脉冲操作，Z-pinch
- 燃料:氘(最终加入氚，这是氢的另一种形式)
- 里程碑:今年Zap启动并在其第四代设备fuse - q中创建了核聚变。
- 下一个步骤:Zap最近完成了co能够产生电流达1,000 kA(千安培)的脉冲的电容器组的说明。新的电源应该可以让Zap超过“盈亏平衡”，这意味着设备中的等离子体将能够产生比它们消耗的更多的能量。该团队希望在明年达到收支平衡。
- 创始人:企业家和投资者Benj Conway，以及UW教授Uri Shumlak和Brian A. Nelson。Zap使用了与劳伦斯利弗莫尔国家研究所的研究人员合作开发的技术部分实验室。
- 著名投资者:克里斯·萨卡的Lowercarbon Capital、比尔·盖茨领导的突破能源投资公司、雪佛龙科技投资公司和壳牌投资公司
CTFusion
- 地点:西雅图的UW，并计划在不久的将来扩展到一个新的地点。
- 成立:2015
- 资助:500万美元的政府拨款，还有在启动CTFusion之前，在华盛顿大学开发这项技术时获得了大约1500万美元的拨款
- 员工人数:10人
- 技术:磁聚变,有限公司ntinuous操作,spheromak
- 燃料:氘(最终加入氚，这是氢的另一种形式)
- 里程碑:CTFusion已达到23兆瓦的输入功率。这是该公司运营其商业设备所需的资金。
- 下一个步骤:这家初创公司正在寻找一个新的空间来制造更大的原型设备，可能会在某个地方安顿下来在西雅图北部。o一旦CTFusion破土动工，设备就应该开始工作在1.5到2年内实现Nal，到2025年生成数据。该团队希望该设备将提供所需的数据，以确保后续设备将进行演示nstrate净能量生产。
- 联合创始人:德里克·萨瑟兰、亚伦·霍萨克、克里斯·阿吉米安和凯尔·摩根，他们都在华盛顿大学获得学位。
通用核聚变
- 地点:总部位于不列颠哥伦比亚省的伯纳比;一个演示英国原子能机构Culham校区的nstration site;在橡树岭国家公园附近有一间办公室在田纳西州的nal实验室。
- 成立:2002
- 资金:超过3亿美元
- 员工人数:200余人
- 技术:磁化靶聚变，脉冲操作，球形托卡马克
- 燃料:氘(最终加入氚，这是氢的另一种形式)
- 里程碑:今年早些时候，通用聚变成功演示建立了其等离子压缩原型机，标志着一种新方法迈向商业化的重要一步。
- 下一个步骤:有限公司通用聚变的演示说明正在进行中它应该能够在“与发电厂相关的环境”中达到1亿摄氏度的温度。该机器的规模将是计划中的商用产品的70%，将于2025年开始运行。该公司的目标是在21世纪30年代初将其技术商业化，并与两个美国国家建立了合作关系Nal实验室来推进这一目标。
- 创始人:Michel Laberge毕业于英属哥伦比亚大学，是一家激光印刷公司的高级物理学家和首席工程师。
- 著名投资者:Bezos Expeditions, BDC, Braemar Energy Ventures, Chrysalix Venture Capital, JIMCO, Segra Capital, SET Ventures和GIC
雪崩能量
- 地点:西雅图
- 成立:2018
- 资助:510万美元(根据美国证券交易委员会(Securities and Exchange Commission)的附加文件新一轮的谈判正在进行中;雪崩管理人士拒绝置评。)
- 员工人数:17人
- 技术:混合静电/磁聚变，稳态，轨道公司外形(结合轨道器和磁控管的特点)
- 燃料:原型中的氘，未来计划使用质子硼11
- 里程碑:公司的初始证明这是一个名为Neo的100kV(千伏)系统。完成了300千伏Marty系统的设计和制造，并对高压公司进行了测试条件和静电融合很快开始。雪崩队最近赢得了五角大楼从国防创新单位(DIU)获得合同，开发他们的小型轨道核聚变装置，用于空间推进和发电。
- 下一个步骤: o从DIU演示开始随着技术的完善，Avalanche计划着手设计制造和建造一个工厂来大量生产orbitons。该团队设想，其微聚变反应堆将在长途卡车运输、海运和航空等行业与氢燃料电池竞争。
- 创始人:罗宾·朗特里和布莱恩·赖尔丹是在杰夫·贝佐斯的太空公司蓝色起源相遇的两人都从事火箭推进系统的研究。朗特里也在波音公司工作了近10年。
- 著名的投资者:PRIME Impact基金公司克里斯·萨卡的Lowercarbon Capital
编者注:文章已更新，以更正CTFusion的“下一步”。
