科学家的思考方式 融合 在2022年永远改变的时候 ，有些人叫 世纪的实验 首次证明融合可以成为可行的来源 清洁能源。
该实验在劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 ， 显示点火：融合反应产生的能量超过了所产生的能量 。
此外，过去几年被标记了 私人投资在现场的数十亿美元意外收获 ，主要在美国 。
但是 ，必须在融合缩放以成为安全，负担得起的来源之前 ，必须应对大量的工程挑战 几乎无限的清洁能力。换句话说 ，这是工程时间 。
作为一直在研究的工程师 基本科学 和 应用工程 在核融合数十年中，过去十年来，我们已经看到了许多融合的科学和物理学成熟 。
但是 ，要使融合成为可行的商业力量来源 ，工程师现在必须应对许多实际挑战。美国是否踏上了这一机会，并作为融合能源的全球领导者出现 ，部分取决于该国愿意投资于解决这些实际问题＆Mdash的资金； 特别是通过公私伙伴关系 。
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当两种类型的氢原子 ，仅在极端条件下碰撞时，就会发生融合 。这两个原子通过加热到一个原子融合到一个原子 1.8亿华氏度 （摄氏1亿摄氏度） ，比太阳核心高10倍。为了使这些反应发生 ，融合能源基础设施将需要忍受这些极端条件。
实验室中有两种实现融合的方法：惯性限制融合，这是 使用强大的激光器和磁性限制融合 ， 使用功能强大的磁铁 。
虽然“世纪实验 ”使用了惯性限制融合 ，但磁性限制融合 尚未证明 即使在能源生成中，它也可能破裂 。
几个私人资助的实验 旨在实现这一壮举本十年后 ，以及在法国 ，迭代的大型，国际支持的实验 也希望到2030年代末即使打破。两者都使用磁性限制融合 。
两种融合的方法都有一系列挑战，这些挑战将不会便宜克服 。例如 ，研究人员需要开发新材料 可以承受极端温度和辐射条件。
融合反应堆材料也 成为放射性 因为它们被高能颗粒轰击 。研究人员需要 设计新材料 这可能会在几年内衰减到可以安全 ，更容易处理的放射性水平 。
生产足够的燃料并可持续地做到这一点也是一个重要的挑战。氘很丰富，可以从普通水中提取 。但 提高tri trium的生产通常是由锂产生的 ，将证明更加困难 。单一的融合反应堆每天需要数百克至1千克（2.2磅）的trip量。
目前 ，常规的核反应堆作为裂变的副产品产生tri虫，但这些核反应堆无法提供足够的融合反应堆 。
因此 ，工程师将需要在融合设备本身内发展产生trium的能力 。这可能需要用含锂的材料围绕融合反应堆 ，这 反应将转化为tri trium。
为了扩大惯性融合，工程师将需要开发能够反复击中由冷冻氘和tri虫制成的融合燃料目标的激光器 ，每秒几次左右。但是 ，没有激光足以以这种速度这样做 。然而 。工程师还需要开发控制系统和算法，这些算法在目标上以极高的精度指导这些激光器。
此外 ，工程师将需要按数量级来扩展目标的生产：每年几百人手工制作 ，价格为 每个数十万美元 数百万只花了几美元 。
对于磁遏制，工程师和材料科学家将需要开发更有效的方法来加热和控制反应堆壁的血浆以及更多耐热材料 。该技术用于加热和局限血浆，直到原子保险丝需要可靠运行多年。
这些是一些大挑战 。他们很艰难 ，但并不是无法克服的 。
全球私营公司的投资有所增加＆mdash;这些可能会继续是推动融合研究前进的重要因素。私人公司吸引了超过70亿美元的私人投资 在过去的五年中 。
几家初创公司正在开发 不同的技术和反应堆设计 目的是在未来几十年中增加融合电网 。大多数位于美国 ，其中一些在欧洲和亚洲。
尽管私营部门的投资已经增长，但美国政府在迄今为止的融合技术发展中继续发挥关键作用 。我们希望将来继续这样做 。
正是美国能源部投资了约30亿美元 ，用于在劳伦斯·利弗莫尔国家实验室建立国家点火设施 在2000年代中期 ，“世纪实验 ”发生在12年后。
2023年，能源部宣布了为期四年 ，价值4200万美元的计划 为技术开发融合枢纽。尽管这笔资金很重要 ，但它可能不足以解决美国成为实践融合能源的全球领导者仍然存在的最重要挑战 。
在这个领域的政府和私营公司之间建立伙伴关系的一种方法可能是建立类似的关系 在NASA和SpaceX之间 。作为NASA的商业合作伙伴之一， SpaceX 获得政府和私人资金来开发技术 NASA 可以使用。这是第一家私人公司 派宇航员 到太空和 国际空间站 。
与许多其他研究人员一起 ，我们谨慎乐观 。新的实验和理论结果 ，新工具和私营部门投资都使我们不断增长的感觉，即开发实用的融合能不再是何时。
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希望本篇文章《核融合可能是未来的清洁能量；但是这些“艰巨的”挑战阻碍了》能对你有所帮助！
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