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76: “等离子体总在你绝望时又给你希望”，与清华谭熠聊核聚变20年研究和2年创业

04 Aug 2024

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https://cdn.z.wiki/autoupload/20240804/ZqwC/1930X1285/WechatIMG2124.jpg 谭熠在清华的实验室。核聚变发电，理论上需要的燃料重量只有煤炭的 1/10000000，不会排放二氧化碳，也不会像现在的核裂变发电站那样，可能泄漏危害环境上百年的辐射物质，被视为终极能源。全球的科学家们研究了 70 多年，都没有把它变成现实。今年 7 月，核聚变工业协会（FIA）发布报告称，有 5 家公司计划在 2030 年之前实现核聚变发电，还有 21 家定在 2035 年之前。核聚变发展真到了这个地步吗？这期节目，我们邀请到了核聚变领域的资深研究者和创业者谭熠。他说，核聚变领域也存在 “Scaling Laws”，这本身是一个物理概念：把核聚变装置的尺寸、磁场感应强度和磁场利用效率提高后，就能达到更好的效果。“资金投入多了很多，有很多激励机制高效、效率高的公司参与，会大幅加速这个过程。” 谭熠 2002 年就在清华大学攻读核聚变方向博士，毕业后留在清华继续研究核聚变，现在他是清华大学副教授、博士生导师，管着清华大学的核聚变装置。2021 年，他创办星环聚能，成为中国首批核聚变创业者。现在他们在西安建成了核聚变装置，并成功点亮了等离子体，验证了技术路线。他们计划在 2027 年建成下一代核聚变装置，目标是让核聚变输出的能量是输入能量的 10 倍，到时候距离核聚变发电就更近了。谭熠说，按照他们的计划，普通人再过 10 年就能用上核聚变发的电。 https://cdn.z.wiki/autoupload/20240804/YrKw/622X368/3854602d-65fb-4eaa-b631-2ded318d562e.gif 动图：星环聚能运行第一代核聚变装置，点亮等离子体。图片来自星环聚能。本期节目我们聊了：核聚变行业现状&研究历史 01:55 - 我们不能用之前几十年核聚变的发展速度去判断后面核聚变的发展速度。 04:13 - 聚变成功肯定是一件收益无限的事情，但是怎么达到这个目标，其实大家并不清楚，还得饱和式支持。 05:48 - 核聚变原理早就清楚，但我们不可能去用原子弹去引爆氢弹实现核聚变，必须从根本上改变实现方式，从惯性约束变成磁约束。 12:21 - 核聚变永远 50 年在当时是对的。现在也许不到10 年，在新的这阶段也有可能是对的。 19:42 - 实现核聚变，现在大家唯一信得过的就是做实验。不同国家、不同团队在不同装置上做不同实验，得到数据，最后做拟合，然后得出规律。虽然说不清什么道理，但是大家认为这是可信的，这个过程就跟训练 AI 有点像。实现可控核聚变的不同路线和难点 21:32-更重视工程而不是基础科学研究，是推进核聚变发电的现实情况，也是正确的路线。 25:35 -什么样的路线、装置能实现核聚变，在市场上有竞争力，现在还没有共识。 31:11- 星环聚能选择球形托卡马克，最直接的原因是有路径依赖，已经研究 20 多年，对好处坏处都比较清楚。 37:19- 从原理来看，托卡马克就是一个变压器，不适合长时间稳态运行，现在大家做了各种辅助设备，强制变成了这样，做得非常累，非常难。从头做一家核聚变创业公司的经历 42:36 - 此前的创业经历，让自己学会怎么去更投资人介绍自己的技术，为创办核聚变公司打下基础。 53:32 - 希望 2027 年建成下一代核聚变装置，实现 Q 值大于 10。信心来自核聚变领域的定标律，也就是 Sacling Laws（这本身是一个物理名词）。 56:12- 下一代装置要花 10 多亿元人民币，寻找资金是每天都在做的事情。 57:25-未来的不确定是，目标与现实之前缺少数据支撑，Sacling Laws 在这个阶段是一片空白。 01:06:23-创业后感觉自己潜力得到释放。过去两年的成果可能比过去二十年都多。 01:07:44-核聚变没道理实现不了，他们计划十年后让普通人用上核聚变发的电。 01:09:15-希望投资人胆子大一些，敢投跟美国公司不一样的技术路线。相关阅读：中国首批核聚变创业者谭熠：它总在你绝望时又给你希望｜TECH TUESDAY https://mp.weixin.qq.com/s/5kk5oOLQB3noHlNpiG1dVQ 可控核聚变：离风投更近、离现实多远……还不好说丨TECH TUESDAYhttps://mp.weixin.qq.com/s/J2GBVZqS4bvadJrKOcMYdA 本期节目中出现装置、公司等名词：托卡马克：由苏联科学家发明的核聚变装置，主要原理是借助强大的磁场压缩高温等离子体，首先核聚变，是目前核聚变发电的主流方案，强场托卡马克、球形托卡马克都是衍生路线。等离子体：固体、液体、气体之外的第四种粒子，有点像带电的高温气体，实现核聚变的基础粒子。磁约束：用强大的磁场压缩高温（1亿°以上）等离子体到特定空间，实现核聚变的路线。 JET：世界上建成的最大的托卡马克装置，核聚变记录的创造者，去年底实现 5.2 秒核聚变后关闭。 ITER：正在建造的巨大托卡马克装置，有十层楼高，全球多个国家投资 200 多亿美元，预计明年建成，2035 年运行。 Helion、CFS：两家美国核聚变创业公司。登场人物：谭熠，星环聚能创始人、首席科学家。贺乾明，晚点科技作者。即刻：我是 chiming 剪辑：甜食

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