據(jù)了解，為了將原子狠狠地砸在一起從而使它們?nèi)诤显谝黄鸩⑿纬梢环N新的元素，你需要克服將兩個帶正電的原子核推開的強(qiáng)大排斥力。這就像在太空中向?qū)Ψ酵稊S強(qiáng)大的磁鐵后希望將兩個北極砸在一起而不是讓它們跳開對方的路。

太陽是通過將大量的氫原子裝入在其核心處被過熱到數(shù)千萬度的等離子體中來實(shí)現(xiàn)的。在這些溫度下，氫原子的運(yùn)動速度非常得快，以至于它們相互撞擊并融合并釋放出使我們的星球變暖的能量。

大多數(shù)核聚變反應(yīng)堆的設(shè)計旨在復(fù)制這些條件，即通過磁力將氫原子限制在一個等離子體中然后使用陀螺儀和其他專門設(shè)備來創(chuàng)造小塊的瘋狂溫度--超1億攝氏度。科學(xué)家們希望在其中獲得足夠的核之間的隨機(jī)碰撞以創(chuàng)造一個連鎖反應(yīng)。這是支撐數(shù)十億美元的恒星儀和托卡馬克項目的基本想法，這些項目幾十年來一直主導(dǎo)著聚變研究。

HB11使用的是一種不同的方法--更接近于斯諾克球。它不需要大量的熱量或棘手的放射性燃料如氚，相反，它利用了最近在超高功率“啁啾脈沖放大”激光器方面的進(jìn)展，這些激光器可以產(chǎn)生超10PB的巨大功率水平。

一個HB11反應(yīng)堆將是一個大部分是中空的金屬球體，中間夾著一個“大小適中”的硼燃料顆粒，球體上的兩個位置有孔，用于放置一對激光器。其中一個激光器將被用來為等離子體建立一個磁封場，另二個激光器則通過硼樣品被用來大規(guī)模地加速氫原子。因此，你不是在加熱東西以期望它們能高速撞擊在一起，而是真的將氫氣對準(zhǔn)了硼并使用這些出血性的激光器讓它的速度變得非常快，以至于如果它撞擊到一個原子核就會發(fā)生熔斷。

氫-硼核聚變不會產(chǎn)生熱量，它只是產(chǎn)生“裸”氦原子，或α粒子，這些粒子缺少電子，因此帶正電。HB11計劃簡單地收集這種電荷來創(chuàng)造能量，而不是需要過熱的蒸汽和驅(qū)動有損耗的渦輪機(jī)。另外，還不會產(chǎn)生任何核廢料。

關(guān)于激光觸發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的初步實(shí)驗(yàn)返回的反應(yīng)速率是預(yù)期的10億倍，這導(dǎo)致HB11在2020年稱它很有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他團(tuán)體達(dá)到凈能量增益的目標(biāo)。

“由于我們沒有試圖將燃料加熱到不可能的高溫，我們避開了半個多世紀(jì)以來阻礙聚變能源發(fā)展的所有科學(xué)挑戰(zhàn)，”HB11常務(wù)董事Warren Mckenzie博士當(dāng)時告訴媒體，“這意味著我們的發(fā)展路線圖將比任何其他核聚變方法更快、更便宜。”

現(xiàn)在，新的消息使這個想法有了進(jìn)一步的學(xué)術(shù)可信性。在這項由HB11首席科學(xué)家Dimitri Batani和合作者Daniele Margarone領(lǐng)導(dǎo)、捷克共和國教育、青年和體育部及歐盟EUROfision財團(tuán)資助的研究中，新技術(shù)已經(jīng)在大阪大學(xué)的激光工程研究所進(jìn)行了演示。

這項研究的報告則已發(fā)表在同行評議的《Applied Sciences》上。

據(jù)了解，實(shí)驗(yàn)中用到的裝置包括一個短脈沖、高能量、petawatt級的激光器，其被調(diào)諧到大約3 x 10¹⁹W/cm²的“相對論強(qiáng)度”。其被聚焦到一塊0.2毫米厚的氮化硼的表面。一臺湯普森拋物線光譜儀則被放置在距離下端，用于測量質(zhì)子/離子等離子體發(fā)射，等離子體離子被平行電場和磁場偏轉(zhuǎn)并被記錄在一個成像板上。一個核跟蹤檢測器則用來計算通過核聚變產(chǎn)生的α粒子的數(shù)量。

這項研究的報告稱：“本工作中提出的結(jié)果首次證明了使用PW級激光器和‘目標(biāo)內(nèi)’幾何結(jié)構(gòu)從p-B核聚變中高效產(chǎn)生α粒子的原則性實(shí)驗(yàn)。測量的α粒子通量約為10¹⁰/sr，因此這比以前用相同的激光參數(shù)但在‘投手捕捉器’幾何形狀下獲得的結(jié)果高一個數(shù)量級。這一成就跟過去15年報告的p-B核聚變的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展相一致，另外還證實(shí)了使用直接輻照方案觸發(fā)p-B核聚變反應(yīng)的優(yōu)勢--至少在α粒子通量方面是如此。”

研究人員做了一個“粗略”的估計，即通過聚變產(chǎn)生了約1.4 x 10¹¹個α粒子，另外還指出由于診斷的限制，所以這是一個“明顯的低估”。他們指出，該過程的整體轉(zhuǎn)換效率（激光到α粒子能量）仍然很低，約為0.005%，但他們表示，這些結(jié)果允許對基本機(jī)制進(jìn)行定性支持并為進(jìn)一步研究提供了大量的途徑。

McKenzie在一份新聞稿中說道：“光是核聚變反應(yīng)的演示就已經(jīng)令人難以置信地興奮。但在此基礎(chǔ)上，出乎意料的高數(shù)量反應(yīng)還為我們提供了關(guān)于如何優(yōu)化我們的技術(shù)以進(jìn)一步增加我們能夠創(chuàng)造的聚變能量的重要信息。”

新聞寫道：“HB11能源公司的研究表明，其氫硼能源技術(shù)在激光的催化下，現(xiàn)在距離實(shí)現(xiàn)凈能量的增加還有四個數(shù)量級。這比任何其他核聚變公司報告的要高出許多數(shù)量級，其中大多數(shù)公司盡管在該領(lǐng)域投資了數(shù)十億美元卻沒有產(chǎn)生任何反應(yīng)。結(jié)果顯示了清潔能源發(fā)電的巨大潛力：氫硼反應(yīng)使用的燃料是安全和豐富的，由于在初級反應(yīng)中不產(chǎn)生中子，因此會造成微不足道的短壽命廢物，另外還可以為基礎(chǔ)負(fù)荷電網(wǎng)電力或氫氣發(fā)電提供大規(guī)模的動力。”

“由于HB11能源公司是迄今為止唯一實(shí)現(xiàn)聚變的商業(yè)實(shí)體，”新聞稿繼續(xù)說道，“它現(xiàn)在是清潔能源圣杯商業(yè)化競賽中的全球領(lǐng)先者。”

此外，該公司還利用這個機(jī)會敦促澳大利亞政府提供更多的本地支持和設(shè)備--尤其是要求對一個petawatt級激光設(shè)施進(jìn)行投資。