同类中第一台也是最大的机器目前正在法国卡达拉什科学研究中心建造，该中心专门从事核能研究。
它被称为 ITER，拉丁语中“The Way”的意思，预计将开创核聚变电力的新时代——这是科学家和工程师 40 多年来一直致力于的目标。
通过将两种形式的氢（称为氘和氚）融合在一起，该机器将产生 500 兆瓦的电力。 这比运行所需的能量多出 10 倍。
一旦完成，ITER 的直径和高度将达到 100 英尺（30 米），代表着一种新型的设备。 如果它达到了能量输出目标，它将成为同类机器中第一台弥合从实验室聚变研究到现成可用的差距的机器对于城市。
截至 2015 年 6 月，该机器的建造成本超过140亿美元。 但最终，专家表示这是值得的。 毕竟，核聚变是为像太阳这样的恒星提供动力的过程，如果我们能够在地球上利用这种能量，就会为当前的能源提供许多优势：
- 聚变产生可完全回收的非放射性废物100年内，与今天的核能所产生的有毒放射性残留物不同反应堆产生。
- 反应不可能发生失控，因为任何故障都会使聚变过程停止，这意味着聚变反应堆不要冒险核灾难的发生。
- 与煤炭、天然气和原油相比，它是一种清洁能源。
- 聚变反应堆可以在海水上运行，提供相对可再生的能源。
融合的问题
目前，最大的问题是：当今运行的聚变机器运行时消耗的能量比其输出的能量多，这与您对发电厂的期望完全相反。
这个问题源于被称为托卡马克的机器产生的过热等离子体以及聚变反应发生的地方。 下面是等离子体的示意图，以紫色显示：
马蒂亚斯·W·赫希/维基媒体
虽然达到这些温度本身就是一项工程壮举，但托卡马克无法长时间维持等离子体流。 最长持续等离子体的记录是6分30秒，这是法国托卡马克装置于 2003 年实现的。
这种脉冲行为伴随着等离子体在短时间内反复打开和关闭，这是科学家几十年来一直试图绕过的问题，因为脉冲消耗的能量太多，无法成为获得净能量的可行方法。
相反，理想的方法是建造一台能够产生自维持等离子体的机器。 这就是 ITER 发挥作用的地方。ITER内部的等离子体温度将达到1.5亿摄氏度，比太阳中心热10倍，足以融合氘和氚。
聚变的一个重要副产品是氦——特别是氦原子核。 一旦产生，这些原子就会弹跳，以热量的形式传递能量，这有助于保持等离子体本质上的高温，而无需额外的外部能量输入的帮助。
普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）大型聚变设施的项目主管乔纳森·梅纳德（Jonathan Menard）告诉《商业内幕》，“这就是它几乎完全自我维持的方式。”
这种类型的聚变燃烧与太阳核心发生的情况非常相似。
融合的未来
Wendelstein 7-X 主等离子体发生器的插图。 科学杂志/YouTube
德国的另一台机器称为 Wendelstein 7-X - 这是最近打开过首次 - 预计还将产生自我维持的等离子体。然而，梅纳德指出，这台机器不太可能产生足够的剩余能量来充当潜在的核聚变发电厂，而这正是 ITER 的设计目的。
还有另一种形式的聚变反应堆使用激光而不是等离子体，例如国家点火装置在加利福尼亚州，但该研究领域在与世界上的托卡马克竞争之前还有很长的路要走。
“到目前为止，基于激光的系统效率相当低，我们认为[等离子体]聚变系统更接近于拥有净能量，”梅纳德说。
ITER 的建设于 2007 年开始，预计将于 2019 年结束，并于 2020 年发射第一颗等离子体。该机器预计将在 2027 年实现完全氘-氚聚变实验，以获得潜在的净能量。同时，聚变研究设施在全球范围内，PPPL 等公司正在探索 ITER 如何运作的不同方面。
“特别是[我们正在研究]这些阿尔法粒子或氦核的限制程度，”梅纳德说。
通过以下方式查看虚拟游览国际热核聚变实验堆设施以下：
本文最初发表于商业内幕。
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