编者按：在能源革命的浪潮中，核聚变技术正以前所未有的速度迈向商业化。近日，美国华盛顿州的Helion能源公司宣布，其原型反应堆已达到1.5亿摄氏度的等离子体温度，距离商业化目标仅一步之遥。这一突破不仅彰显了人类对清洁能源的执着追求，更预示着“人造太阳”或将照亮未来。随着微软等巨头的入局，资本正疯狂涌入这一赛道，一场关乎人类能源命运的竞赛已悄然打响。让我们一同走进这场科技盛宴，探寻无限能源的曙光。
总部位于华盛顿州埃弗里特的核聚变能源初创公司Helion周五宣布，在其追求核聚变能源的道路上取得了一个关键里程碑。该公司Polaris原型反应堆内的等离子体温度已达到1.5亿摄氏度，达到了该公司认为运营商业核聚变电站所需温度的四分之三。
“我们显然对能够达到这一阶段感到非常兴奋，”Helion的联合创始人兼首席执行官大卫·柯特利告诉TechCrunch。
Polaris还使用了氘-氚燃料（两种氢同位素的混合物）运行，柯特利表示，这使Helion成为第一家这样做的核聚变公司。“我们能够看到聚变功率输出以热量的形式急剧增加，正如预期的那样，”他说。
这家初创公司正与另外几家公司展开竞赛，这些公司都试图将核聚变能源商业化，这是一种潜在的无限清洁能源。
这种潜力促使投资者争相对这项技术下注。本周，Inertia Enterprises宣布了一轮4.5亿美元的A轮融资，投资方包括Bessemer和GV。一月份，Type One Energy告诉TechCrunch，它正在筹集2.5亿美元，而去年夏天，Commonwealth Fusion Systems从包括谷歌和英伟达在内的投资者那里筹集了8.63亿美元。Helion本身去年也从包括萨姆·奥尔特曼、Mithril、Lightspeed和软银在内的集团筹集了4.25亿美元。
虽然大多数其他核聚变初创公司的目标是在2030年代初期将电力接入电网，但Helion已与微软签订合同，从2028年开始向其出售电力，不过这些电力将来自该公司目前正在建造的名为Orion的更大商业反应堆，而不是Polaris。
每家核聚变初创公司都根据其反应堆的设计有自己的里程碑。例如，Commonwealth Fusion Systems需要在其托卡马克装置（一种使用强磁体约束等离子体的环形装置）内将等离子体加热到超过1亿摄氏度。
Helion的反应堆则不同，需要大约两倍高的等离子体温度才能按预期运行。
该公司的反应堆设计被称为场反转位形。内部腔室看起来像一个沙漏，在宽端，燃料被注入并转化为等离子体。然后磁体加速等离子体使其相互对撞。当它们首次合并时，温度大约在1000万到2000万摄氏度之间。强大的磁体进一步压缩合并后的等离子体球，将温度提高到1.5亿摄氏度。这一切发生在不到一毫秒的时间内。
Helion不是从聚变反应中以热量的形式提取能量，而是利用聚变反应自身的磁场来发电。每次脉冲都会对反应堆自身的磁体产生反推作用，从而产生可收集的电流。通过直接从聚变反应中收集电力，该公司希望比竞争对手更高效。
柯特利表示，在过去的一年里，Helion改进了反应堆中的一些电路，以提高电力回收量。
虽然该公司目前使用氘-氚燃料，但未来计划使用氘-氦-3燃料。大多数核聚变公司计划使用氘-氚燃料并以热量形式提取能量。Helion选择的燃料——氘-氦-3——会产生更多带电粒子，这些粒子对约束等离子体的磁场产生强大的推力，使其更适合Helion直接发电的方法。
Helion的最终目标是产生达到2亿摄氏度的等离子体，远高于其他公司的目标，这是其反应堆设计和燃料选择的结果。“我们相信，在2亿摄氏度时，你就进入了运营发电厂的最佳理想状态，”柯特利说。
当被问及Helion是否已达到科学收支平衡点（即聚变反应产生的能量超过启动它所需的能量）时，柯特利没有正面回答。“我们专注于电力部分，即发电，而不是纯粹的科学里程碑。”
氦-3在月球上很常见，但在地球上却不然，因此Helion必须自己制造燃料。首先，它将聚变氘核以生产第一批燃料。在常规运行中，虽然主要动力来源将是氘-氦-3聚变，但部分反应仍将是氘-氘反应，这将产生氦-3，公司会将其提纯并重复使用。
完善燃料循环的工作已经在进行中。“这是一个令人愉快的惊喜，因为很多相关技术比我们预期的更容易实现，”柯特利说。他补充说，Helion已经能够“在产量和纯度方面以非常高的效率”生产氦-3。
虽然Helion是目前唯一在其燃料中使用氦-3的核聚变初创公司，但柯特利表示，他认为其他公司未来也会使用，并暗示他愿意将其出售给它们。“其他人——当他们认识到他们想要采用这种直接电力回收的方法，并看到由此带来的效率提升时——也会想要使用氦-3燃料，”他说。
除了进行Polaris实验外，Helion还在建造Orion，这是一个50兆瓦的核聚变反应堆，需要用它来履行与微软的合同。“我们的最终目标不是建造和交付Polaris，”柯特利说。“那是通往规模化发电厂道路上的一个步骤。”
