不列颠哥伦比亚大学(UBC)的研究人员在室温下实现了一种增强形式的核聚变。他们自主设计的“雷鸟反应堆”(Thunderbird Reactor)展示了氘-氘聚变反应速率提高了15%。这项突破性研究已于2025年8月20日发表在《自然》(Nature)期刊上。
“雷鸟反应堆”是一个集粒子加速器和电化学反应器于一体的装置,专为研究核聚变而设计。UBC团队采用电化学加载技术,将氘燃料注入钯靶材。这种方法显著提高了聚变速率,远超以往的技术。首席研究员柯蒂斯·P·伯林盖特(Curtis P. Berlinguette)教授强调了其电化学加载的效率,指出仅需一伏特的电压就能达到相当于800个大气压的氘加载效果,这比喻为“将更多燃料挤进海绵里”。
这项研究建立在UBC自2019年以来持续进行的冷聚变探索基础上,旨在寻求清洁能源解决方案。与需要极端高温和压力的传统大型磁约束聚变装置不同,UBC团队的方法更为精巧且易于实现。通过将等离子体加载与电化学加载相结合,他们创造了一个更易于访问的研究平台。与过去被广泛质疑的冷聚变实验不同,该团队的成果通过直接检测中子辐射等核信号得到了验证,这为核聚变研究提供了坚实的科学依据。
伯林盖特教授指出,虽然该研究尚未实现能量净增益,但它为聚变界开辟了一条新途径,即电化学燃料加载作为一种有前景的增强核聚变的方法。该反应堆的小巧设计也增加了其通用性,允许在受控条件下系统地研究不同的燃料加载方法和靶材。这种方法有望使核聚变研究摆脱大型国家实验室的束缚,走向更广泛的实验室应用,从而加速创新和发现。
从更宏观的视角来看,这项进展预示着核聚变能源的未来可能更加触手可及。虽然实际应用仍需时日,但这种通过材料科学和电化学协同作用来增强聚变过程的创新,为解决能源挑战提供了新的思路。它不仅深化了我们对基本核过程的理解,也为下一代聚变实验提供了一个可行的蓝图,可能最终重塑全球能源生产的格局。这项工作代表了科学界在探索清洁、可持续能源解决方案道路上迈出的重要一步,鼓励着持续的探索和合作,以期实现更广阔的未来愿景。