你可能在高中科学课上学过核聚变，它是太阳产生能量的释放反应。长期以来，科学家们一直致力于利用核聚变作为一种几乎无限的能源。他们希望在全球范围内建立可持续的核聚变电厂，让污染性能源成为过去。
虽然这听起来是个绝妙的想法，但要将这个理论概念变成现实，仍有许多障碍。不过，一家新创业公司为核聚变最大的商业障碍之一提供了一个有希望的解决方案。
马拉松聚变公司（Marathon Fusion）正在改进一种提纯氚的工艺，氚是一种稀有的氢同位素，对大多数核聚变概念都至关重要。聚变反应堆通常使用氚和另一种氢同位素氘。虽然氘在海水中含量丰富，但氚却极其稀有。没有引发反应所需的同位素，就无法进行核聚变。
"目前全世界的氚资源量只有 20 公斤 [约 44 磅]。" 马拉松聚变公司的首席执行官凯尔·席勒 (Kyle Schiller) 向 TechCrunch 表示。
根据TechCrunch的报道，目前全球的氚供应主要来源于核裂变发电站，这些电站通过分裂重原子核来产生能量。世界核能协会的数据显示，全球大约有440个这样的核裂变发电站，它们为地球提供了大约9%的电力。氚作为核裂变过程中产生的副产品，尽管在自然界中极为罕见，却对核聚变技术至关重要。
正如 TechCrunch 所描述的那样，仅仅为了启动运行，单个核聚变发电厂可能需要几公斤氚 - 然后它必须生产更多的氚来为其自身和未来的反应堆提供动力。
亚当·鲁特科夫斯基，马拉松聚变公司的首席技术官，在TechCrunch的报道中提到：“核聚变设备的部署涉及到一个倍增过程。我们不仅要培育足够的氚来满足设备当前的稳定运行需求，还要培育出额外的氚，以确保能够启动下一个反应堆。”
为了支持这一倍增过程，马拉松聚变正在提升一种已有40年历史的超渗透技术，该技术利用固态金属过滤氢中的杂质。这家初创公司计划利用这一技术来提取用于聚变反应的氚。
对核聚变有一个基本的了解有助于理解这一过程。根据美国能源部，核聚变是“两个轻原子核合并形成一个更重的原子核”的现象。例如，氚和氘合并形成氦，这个过程会释放能量，因为新形成的氦核的质量小于原先两个轻核的质量。同时，这个过程还会释放出一个中子，而这个中子对于产生更多的氚至关重要。
TechCrunch解释说，在聚变反应堆中产生更多的氚，需要利用聚变过程中释放的中子撞击“锂层”，从而产生更多的氦和氚。新产生的氚部分将被重新注入反应堆以维持核反应，其余的则作为启动其他反应堆的燃料。但在此之前，必须将氚从反应堆中分离出来。
虽然现有设备能够进行这种分离，但仅限于实验规模。要在商业规模上长期运行反应堆，则需要更精细的技术。马拉松聚变正依靠超渗透技术来实现这一商业级提纯。
简单来说，超渗透技术将氢和其他需要分离的物质转化为等离子体，然后将其推向金属膜。这个过程中，只有氢（包括氚）能够通过金属膜，而其他物质则被阻挡。这样，氚就被成功生成并分离，为进一步的聚变反应做好准备。
马拉松聚变已经获得了美国能源部和突破能源研究员计划的早期支持。公司最近向TechCrunch独家透露，已经公开了其工作成果，并完成了590万美元的种子轮融资。
尽管这一切看起来很有希望，但要实现核聚变作为无限能源的商业化，仍然存在许多障碍。目前，许多核聚变过程还停留在理论阶段，短期内只能在实验室中进行，而长期商业化则面临挑战。这是因为现有的核聚变项目在运行时所需的能量超过了它们产生的能量，需要巨大的热量和压力来引发反应。只有少数项目达到了“收支平衡”，即产生的能量与运行所需的能量相当，或者实现了非常有限和短暂的“点火”，即输出的能量超过了启动过程所需的能量。
参考链接：
https://www.thecooldown.com/green-tech/marathon-fusion-nuclear-tritium-refinery/