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物理化学|无限能源有戏了！19倍超音速“大炮”轰出可控核聚变：成本暴降99.9%

一把22米的“长枪”开了一炮，直接让可控核聚变大变天 。
物理化学|无限能源有戏了！19倍超音速“大炮”轰出可控核聚变：成本暴降99.9%
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这把“长枪”，名字叫做Big Friendly Gun（BFG） 。
它实则是由一家位于英国牛津的核聚变技术First Light Fusion （下文简称FLF）打造的超高速炮 。
可以用每秒6.5公里的速度（19倍音速）向燃料靶发射弹丸，从而引爆核聚变 。
重点来了 。
这整个过程只花了不到4500万英镑，与传统的激光和磁性约束装置相比，成本是它们的千分之一！
这在世界范围内还是首次，网友直呼“Holy XXX”……
或许你会问了，那这与我们有什么关系呢？
英国商业和能源部长Kwasi Kwarteng给出的评价是：
该技术可能在未来几十年内彻底改变电力生产 。
更具体一点来说，BFG可以在未来，让一度的电价格低于0.05美元（约3毛钱） 。
而聚焦到BFG背后的可控核聚变，这个领域可以说是在近两年里十分火热了 。
像比尔盖茨、贝佐斯等大佬，谷歌、微软等大厂纷纷投资于此；国内像米哈游蔚来等企业也已经曝出相关投资动作 。
而这次这位英国“大兄弟”的背后，却站着一个中国大厂——腾讯 （意不意外？） 。
【物理化学|无限能源有戏了！19倍超音速“大炮”轰出可控核聚变：成本暴降99.9%】不过回到BFG本身，现在都在感慨可控核聚变“难”，那它又是如何做到又快又便宜的呢？
又快又便宜，怎么做到的？
核聚变，简单来说，两个轻原子核（主要指氘）在超高温或高压的条件下，远离核外电子的束缚，结合成大原子核的过程 。
由于这一过程，能以极高的效率会释放巨大的能量 。因而可控核聚变这种方式被寄予厚望 。
目前共有两种截然不同的实现方式：一个是磁性约束，一个是惯性约束 。
大家所熟知的托卡马克，就属于磁性约束 。
它大概就是用磁场将氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等离子体约束在有限体积内，使它受控制地发生大量的原子核聚变反应，释放出能量 。
FLF用的这个方法，名叫“Projectile Fusion” （射弹聚变），它属于惯性约束 。
一般的惯性约束装置是通过功率极大的激光照射目标（靶丸），使丸中的燃料（氘和氚）形成等离子体，在极短时间内，这些等离子体粒子由于自身惯性作用还来不及向四周飞散，就被压缩到高温、高密度状态，从而发生核聚变反应 。
该原理由王淦昌院士在1964年提出，也是最接近氢弹爆炸的真实物理过程 。
不过相较于广泛合作的磁性约束装置，惯性约束方面的研究则比较低调和神秘 。
目前比较知名的是美国点火装置（National Ignition Facility，NIF），不过还没有真正意义上的成就 。
本次采用的“射弹聚变”，虽也属于惯性约束，但它却不靠激光束或电子束/离子束点火，而是靠一架超高速炮 。
不知道这个炮的名字“Big Friendly Gun”是否来自于Doom(毁灭战士)中的BFG，也就是人称的“Big F**king Gun” 。
“Big Friendly Gun”长约22米，重25000公斤，能以超音速近19.11倍的飞行速度发射100克的射弹，通过射弹高速压缩靶丸内部燃料，就能达到聚变所需的压力和温度 。
FLF表示，他们发射的弹丸在撞击靶丸前达到了每秒6.5公里的速度，而在燃料内爆时已经加速到每秒70公里以上——这是地球上最快的物体 。
燃料受到的压力则有10TPa，也就是1亿个大气压，比木星中心的压力还要大 。
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如何利用该方法产生的能量？
这就要靠装置腔室内液态锂，它既可以用来吸收高速炮产生的聚变脉冲，还能防止室内温度急剧上升，保护装置 。
然后再通过热交换器（heat exchanger transfers）将锂的热量传递到水中，水产生蒸汽，就能使涡轮机转动并发电了 。
FLF表示，整个过程可以每30秒重复一次，流程并不复杂，装备也没有激光和磁性约束那么昂贵 。
背后的公司出自牛津大学
听起来非常激动人心，FLF这家公司又有着怎样的背景？靠谱吗？
它原来是从牛津大学分离出来的一家机构，成立于2011年，主营业务就是利用惯性约束聚变技术来进行能源发电，使全球快速实现能源的脱碳 。


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