核聚变|Helion公司的“北极星”核聚变设施有望在2024年真正生产净电力等离子体

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来自美国华盛顿的初创公司Helion Energy表示，其第七代“北极星”原型机最早将于2024年成为世界上第一个展示净发电量的聚变发电机，该公司已创纪录地获得了一轮融资，以支持其建成并运行。
上图：Helion Energy 的第六代“特伦塔”（Trenta）原型机。
这次E轮融资由长期投资者萨姆·奥特曼（Sam Altman）领导，他曾是Y Combinator（美国著名的创业孵化器）的总裁，现任OpenAI的首席执行官，目前也担任Helion公司的执行主席一职。其他参与投资的人包括：贝宝（PayPal）联合创始人彼得·泰尔（Peter Thiel）通过他的Mithril Capital公司、eBay前总裁杰夫·斯科尔（Jeff Skoll）通过他的摩羯投资集团，以及Facebook联合创始人达斯汀·莫斯科维茨（Dustin Moskovitz）。
此次融资目前带来了创纪录的5亿美元，这笔资金将用于完成目前正在华盛顿埃弗雷特建设的北极星设施。另外，该公司还有机会获得额外的17亿美元，如果Helion公司能达到关键的业绩里程碑。
“北极星”（Polaris）将进一步扩展Helion公司第六代“特伦塔”（Trenta）原型机获得的令人印象深刻的成就，该原型机建造于2020年，已经完成了超过10000个高功率脉冲，并“几乎每天”运行超过16个月。今年早些时候，特伦塔成功地展示了超过1亿摄氏度的温度，这是很重要的，因为在这个温度点附近有足够的热能来产生大量的聚变。
这是Helion公司的里程碑式成就之一，它还设法维持等离子体超过 1 毫秒，并实现了大于 10 特斯拉的磁场，在聚变过程中用它来压缩等离子体。
目前，许多核聚变项目的目标是产生热量来生成蒸汽并驱动涡轮机，而Helion公司展示了一种电磁方法，称其效率更高。当高能等离子体中的氘和氦-3离子碰撞并聚变时，能量被释放出来，等离子体膨胀。 Helion公司表示，这种膨胀会导致等离子体磁通量的变化，这将“推回”由腔室周围的磁铁产生的磁场，而磁场相互作用会直接诱导出一种可以高效捕获的电流。
更重要的是，该公司表示，它可以“从输入和新的聚变反应中回收剩余的能量” 。 Helion公司说，它“证明了能量回收效率为95%” ， “证明了它的磁铁以95%的能效运转” ，所有这些都有助于整体平衡。
上图：这张渲染图展示了Helion Energy处理核聚变的方法
【核聚变|Helion公司的“北极星”核聚变设施有望在2024年真正生产净电力】“特伦塔”（Trenta）能够每10分钟运行一次核聚变脉冲，而“北极星”原型机将大大提高这一速度，达到每秒一次脉冲。该公司预计，到2024年，它将产生“少量的净电能，作为聚变反应的副产品” ，这将使其成为历史上第一个做到这一点的聚变反应堆。
但奇怪的是，净发电实际上并不是“北极星”原型机的主要目标。该系统的主要目标是：通过将氘原子粉碎在一起来生产氦-3燃料。氦-3被认为是一种很好的燃料来源（每年15-20吨氦-3 就可以为美国每个家庭提供能源），但它的生产难度很大，以至于几个实体提出了从月球捕获氦-3的想法，因为月球上的氦-3储量丰富，希望将其带回地球。
当然，这里的最终愿景实际上是无限的清洁能源 —— 人类对抗气候变化的梦想武器，如果它能实现，实际上就是印钞的许可证。 Helion联合创始人兼首席执行官大卫·柯特利（David Kirtley）表示，该公司希望能建造出航运集装箱大小的核聚变反应堆，每个反应堆发电量约50兆瓦，大约足够为8200个美国家庭供电。
Helion公司预计，它将以每兆瓦时10美元左右的最低价格发电，而且“不考虑大规模生产、碳信用或政府激励带来的规模经济” 。这将使核聚变成为最便宜的发电方式之一，即使不是最便宜的，也不到燃煤发电或目前太阳能光伏发电价格的三分之一。
现在， Helion公司正或多或少地与麻省理工学院即将建成的SPARC反应堆（计划于2025年完工）展开竞争，后者将成为第一个展示净发电量的反应堆。
上图：在华盛顿埃弗雷特的Helion Energy北极星设施，正在破土动工。
当然，不利的一面是，核聚变发电有个令人讨厌的问题，那就是它的几乎无法实现的难度，这让它成为科技界一个永恒的看笑话的点。很明显，这次， Helion公司已经成功地将其愿景和潜力卖给了一些重量级的实体。