巨頭紛紛押注核聚變，無(wú)限能源究竟還缺什么？

AI領(lǐng)域備受資本追捧，本周人工智能板塊已連漲一周，累計(jì)漲幅近5%。而在AI投資熱的同時(shí)，AI的高能源消耗等問(wèn)題也需要冷考慮。中國(guó)工程院院士戴瓊海提出，預(yù)計(jì)2030年智能計(jì)算年耗電達(dá)到5000億度，占發(fā)電總量5%。高能耗給AI的研發(fā)帶來(lái)巨大壓力。

▲5月28日，百度發(fā)布“文心一言”新功能，稱(chēng)“文心一言”在1個(gè)多月推理性能提升10倍

值得一提的是，不少AI巨頭不約而同押注核聚變概念。如ChatGPT轟動(dòng)全球，OpenAI創(chuàng)始人山姆·阿爾特曼推出該模型前，就已大手筆投資核聚變公司Helion，并稱(chēng)AI+核能將解放人類(lèi)。AI與核聚變的碰撞，或許能化解能源與AI間矛盾，吸引世界各路資本涌入。

01核聚變謀商業(yè)化

除了OpenAI，微軟繼130億元投資ChatGPT后，也力挺Helion在2028年實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電，并與其簽下第一份商業(yè)購(gòu)電協(xié)議。微軟此舉，或許也是在為開(kāi)發(fā)AI面臨的高能耗問(wèn)題找尋解決方法。

▲核聚變領(lǐng)域投資火熱，比爾蓋茨也曾投資核聚變公司CFS 18億美元

在中國(guó)，也有核聚變初創(chuàng)型公司受不少知名企業(yè)的追捧。例如能量奇點(diǎn)，A輪融資4億元，是由米哈游、蔚來(lái)共同領(lǐng)投。這家公司創(chuàng)始人楊釗本、郭后揚(yáng)均是海歸的物理博士，主打磁約束核聚變領(lǐng)域的托卡馬克技術(shù)路線。

不過(guò)，核聚變?cè)趯?shí)驗(yàn)室階段還面臨著許多問(wèn)題，而實(shí)現(xiàn)商業(yè)化則可能更需要投入大量時(shí)間及財(cái)力。

02核聚變存在問(wèn)題

氚是核聚變反應(yīng)堆的關(guān)鍵燃料來(lái)源，也是讓核聚變反應(yīng)堆難以投用的問(wèn)題關(guān)鍵所在。

首先，當(dāng)前主流聚變實(shí)驗(yàn)中的氚來(lái)自核裂變反應(yīng)，或者在生產(chǎn)過(guò)程中可能引發(fā)核裂變。然而核裂變會(huì)釋放大量放射性能量，能瞬間摧毀生物的細(xì)胞或讓基因變異。物理學(xué)家馬祖卡托一直是核聚變的公開(kāi)批評(píng)者，他認(rèn)為，用骯臟的裂變反應(yīng)堆為“干凈的”核聚變反應(yīng)堆提供燃料是荒謬的。

其次，氚是地球上最昂貴的物質(zhì)，它的價(jià)格是每克3萬(wàn)美元，而工作中的聚變反應(yīng)堆，每年將需要多達(dá)200公斤的氚。并且，氚的培育技術(shù)成本極其難控，難度極高。有科學(xué)家稱(chēng)，這項(xiàng)技術(shù)的測(cè)試階段尚且需要再花20或30年的時(shí)間，距離投入使用更是有很長(zhǎng)的路要走。

03核聚變?nèi)剂蠌涀阏滟F

目前，世界上唯一的氚的商業(yè)來(lái)源是19座加拿大氘鈾 (CANDU) 核反應(yīng)堆，每座反應(yīng)堆每年產(chǎn)生約0.5公斤的氚，并且氚因?yàn)闀?huì)衰變，大約一半將在2030年前“過(guò)期”。

而英、美、中國(guó)等國(guó)加速推進(jìn)核聚變項(xiàng)目的發(fā)展，這將大大增加對(duì)氚的需求，當(dāng)英國(guó)ITER、美國(guó)Helion和其他聚變初創(chuàng)公司們計(jì)劃開(kāi)始燃燒氚時(shí)，氚或?qū)?huì)供不應(yīng)求。

關(guān)鍵燃料存在潛在的供應(yīng)問(wèn)題，但是近幾年來(lái)，還有材料技術(shù)、高溫超導(dǎo)等技術(shù)的突破，從多個(gè)方向降低核聚變成本。除此之外，中國(guó)的核聚變技術(shù)全球范圍內(nèi)較為領(lǐng)先，為中國(guó)率先實(shí)現(xiàn)可控核聚變提供可行性。

當(dāng)前主流核聚變專(zhuān)家仍然對(duì)技術(shù)突破寄予希望。例如計(jì)劃用鋰材料“毯子”包圍核聚變反應(yīng)堆，讓氚在燃燒的同時(shí)實(shí)現(xiàn)自我補(bǔ)充；或者建立一個(gè)使用氫和硼的無(wú)氚的核聚變反應(yīng)堆。與此同時(shí)，人工智能控制的磁鐵，限制核聚變反應(yīng)的技術(shù)已經(jīng)誕生。這也讓無(wú)限能源夢(mèng)的曙光照進(jìn)現(xiàn)實(shí)更進(jìn)了一步。

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