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继AI之后,微软又达成历史性的协议......
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继AI之后,微软又达成历史性的协议......

 

美国初创公司 Helion Energy 已与微软签署承诺,从2028年开始从一个50兆瓦的工厂供电。如果供应不能按时开始,Helion Energy 将面临严厉的处罚。这是一个非常不寻常的举动,因为根据合同,世界上第一个商业聚变发电厂将成为能源 - 甚至基于以前从未实施过的计划。

 

在足够高的温度下压缩轻质气体(主要是氢气),它们融合在一起形成较重的原子,如氦气,并在此过程中释放大量能量。然而,我们在聚变方面取得的大部分成功都是从可怕目的的角度出发的。这就是发生在热核武器爆炸中的核聚变,这是一种极具破坏性的过程,需要基于裂变的成分才能进行。

 

然而事实证明,要重建为我们太阳中的聚变引擎提供动力以发电的物理过程,要困难得多。

需要明确的是,如果你的唯一目标是聚变氢,那么这项技术已经存在了几十年。更棘手的提议是提取比你首先投入反应的更多的力量。换句话说,实现产生净正能量的持续聚变反应。

 

去年,劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的研究人员在实现聚变点火方面取得了重大突破。该过程涉及向一小块聚变燃料发射 200 束激光,直到它内爆,形成致密的超热等离子体,在其中发生聚变,并在此过程中释放能量。

 

然而,同样是那些科学家,他们一直小心翼翼地避免设定不合理的期望。LLNL 的国家点火装置产生的能量比用于启动反应的 2.05 兆焦耳要多 3.15 兆焦耳,光是运行激光就需要 322 兆焦耳,造成净损失。此外,3.15 兆焦耳听起来很多,但它相当于 0.875 千瓦时。

 

LLNL 主任金伯利·布迪尔 (Kimberly Budil) 在宣布这一消息后接受彭博社采访时表示,这一突破可能为“几十年”内的商业聚变发电厂铺平道路。

 

Helion 的大胆声明引起了投资者的注意。迄今为止,该公司已筹集了超过 50 亿美元,据报道,其中 3.75 亿美元由 OpenAI 首席执行官Altman提供。

 

Helion 从事聚变反应堆技术已有 10 年,当时该团队的大部分成员都在MSNW从事等离子体物理技术研究。如今,该公司的目标是建造能够提供 50 兆瓦或更多电力的核聚变发电厂。与已经使用了半个多世纪的大型压水反应堆 (PWR) 相比,这算不了什么。PWR 通常产生千兆瓦级的电力。然而50 兆瓦应该足以为一个相当大的数据中心园区供电——尽管如果微软对 GPU 的需求不受限制,这种情况可能会改变。

 

聚变能源指日可待的想法与我们对该技术的了解不一致。然而 Krisiloff 表示,该公司的第七代原型可能会在未来 18 个月内开始生产少量电力。(第七个原型正在西雅图北部的华盛顿州埃弗雷特建造,目标是在 2024 年实现发电……然后,基于此,预计到 2028 年能够实现商业化)

 

但过去对这家聚变新贵的报道,我们会发现该公司提出了一些相当奇妙的说法。在 2018 年的一篇文章中,该公司声称到 2021 年将生产 50 兆瓦的反应堆。而在 2014 年,该公司声称到 2019 年将实现商业聚变。

 

Helion 的设计与国家点火装置的反应堆有很大不同。他们的设计没有使用激光,而是使用强电磁场将氘氢和氦 3 气体加热成环形等离子体,称为场反转配置 (FRC),可产生自己的电场。这些等离子体在沙漏形或哑铃形容器的两端形成,并在它们被粉碎在一起并在中央腔室中进一步压缩之前加速到“每小时超过一百万英里”。这个过程将等离子体的温度驱动到超过 1 亿摄氏度,在这个过程中释放能量并加强其自身的磁场。

 

“1 亿度的温度是块体聚变开始发生的温度,因此这是第六个原型能够做什么的重要信号,”Krisiloff 说。该设计在 Helion 计划如何提取聚变反应产生的能量方面也有所不同。Helion 不像大多数发电厂那样使用反应产生的能量来产生蒸汽和旋转涡轮机,而是计划以感应方式从反应中提取能量。

 

然后以不同的时间间隔重复这个过程 - 脉冲 - 以控制反应器的输出。无论如何,这就是想法。至关重要的是,Helion 尚未实现点火。

 

使用氦 3 作为聚变燃料的想法绝不是新的。问题在于,虽然地球上富含氘氢,但氦 3 却不多。

 

研究人员发现证据表明月球可能是氦 3 的丰富来源。但是这家公司并不打算在月球上开展采矿业务。并不是说它会在他们正在处理的雄心勃勃的时间尺度上帮助他们。

 

这意味着氦 3 需要从陆地上获取,这本身就存在问题,因为主要生产方式涉及氚同位素的放射性衰变。氚——一种具有一个质子和两个中子的氢——也非常罕见。为了解决这个问题,Helion 计划使用聚变来生产更多的氦 3。

 

“如果你进行氘-氘聚变,氦 3 是该聚变的副产品。因此,如果你有一台高效的聚变机器,你实际上可以先进行氘-氘射击,然后从中提取氦 3,然后用氘-氦-3 发电,”Krisiloff 说。虽然目前还不清楚 Helion 是否会证明能源部是错误的,但至少我们不用等太久就可以知道了。

 

微软对冲它的赌注

 

微软将为聚变能支付接近市场的价格,这意味着 Helion 有很大的动力去解决这个问题。如果 Helion 无法设法使核聚变比替代能源类型更具成本效益,该公司最终可能会在交易中赔钱。

 

然而,值得强调的是,Microsoft 绝不是将所有鸡蛋都放在 Helion 的篮子里。该公司在可再生能源方面投入了大量资金,甚至与当地公用事业公司合作,在都柏林的数据中心充当风能和太阳能的负载平衡器。微软创始人比尔盖茨也有自己的核电计划,与TerraPower一起建造小型模块化核反应堆 (SMR)。正如我们之前报道的那样,少量 SMR 可以轻松为大型数据中心园区供电。

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