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巨头纷纷押注核聚变,无限能源究竟还缺什么?

AI领域备受资本追捧,本周人工智能板块已连涨一周,累计涨幅近5%。而在AI投资热的同时,AI的高能源消耗等问题也需要冷考虑。中国工程院院士戴琼海提出,预计2030年智能计算年耗电达到5000亿度,占发电总量5%。高能耗给AI的研发带来巨大压力。

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值得一提的是,不少AI巨头不约而同押注核聚变概念。如ChatGPT轰动全球,OpenAI创始人山姆・阿尔特曼推出该模型前,就已大手笔投资核聚变公司Helion,并称AI+核能将解放人类。AI与核聚变的碰撞,或许能化解能源与AI间矛盾,吸引世界各路资本涌入。

01核聚变:谋商业化

除了OpenAI,微软继130亿元投资ChatGPT后,也力挺Helion在2028年实现核聚变发电,并与其签下第一份商业购电协议。微软此举,或许也是在为开发AI面临的高能耗问题找寻解决方法。

▲核聚变领域投资火热,比尔盖茨也曾投资核聚变公司CFS 18亿美元

在中国,也有核聚变初创型公司受不少知名企业的追捧。例如能量奇点,A轮融资4亿元,是由米哈游、蔚来共同领投。这家公司创始人杨钊本、郭后扬均是海归的物理博士,主打磁约束核聚变领域的托卡马克技术路线。

不过,核聚变在实验室阶段还面临着许多问题,而实现商业化则可能更需要投入大量时间及财力。

02核聚变:存在问题

氚是核聚变反应堆的关键燃料来源,也是让核聚变反应堆难以投用的问题关键所在。

首先,当前主流聚变实验中的氚来自核裂变反应,或者在生产过程中可能引发核裂变。然而核裂变会释放大量放射性能量,能瞬间摧毁生物的细胞或让基因变异。物理学家马祖卡托一直是核聚变的公开批评者,他认为,用肮脏的裂变反应堆为“干净的”核聚变反应堆提供燃料是荒谬的。

其次,氚是地球上最昂贵的物质,它的价格是每克3万美元,而工作中的聚变反应堆,每年将需要多达200公斤的氚。并且,氚的培育技术成本极其难控,难度极高。有科学家称,这项技术的测试阶段尚且需要再花20或30年的时间,距离投入使用更是有很长的路要走。

03核聚变燃料:弥足珍贵

目前,世界上唯一的氚的商业来源是19座加拿大氘铀(CANDU)核反应堆,每座反应堆每年产生约0.5公斤的氚,并且氚因为会衰变,大约一半将在2030年前“过期”。

而英、美、中国等国加速推进核聚变项目的发展,这将大大增加对氚的需求,当英国ITER、美国Helion和其他聚变初创公司们计划开始燃烧氚时,氚或将会供不应求。

关键燃料存在潜在的供应问题,但是近几年来,还有材料技术、高温超导等技术的突破,从多个方向降低核聚变成本。除此之外,中国的核聚变技术全球范围内较为领先,为中国率先实现可控核聚变提供可行性。

当前主流核聚变专家仍然对技术突破寄予希望。例如计划用锂材料“毯子”包围核聚变反应堆,让氚在燃烧的同时实现自我补充;或者建立一个使用氢和硼的无氚的核聚变反应堆。与此同时,人工智能控制的磁铁,限制核聚变反应的技术已经诞生。这也让无限能源梦的曙光照进现实更进了一步。

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