就在美國接連取得核聚變突破，甚至私人公司Helion已宣布2028年要向微軟提供核聚變電，無法供應(yīng)甘愿受罰的時候，日本又悄無聲息地殺了出來。
最近日本政府豪賭核聚變，制定了一項名為“聚變能源創(chuàng)新戰(zhàn)略”的政策，希望通過建立龐大的國內(nèi)核聚變產(chǎn)業(yè)，在未來商業(yè)化利用核聚變能源中占據(jù)主導(dǎo)地位。其首要的目標(biāo)就是，先于其他工業(yè)國家，制造出商業(yè)核聚變裝置，并將其用于出口。
日本認為，自己已經(jīng)在國際核聚變研究和核聚變工程中占據(jù)主導(dǎo)地位之一。其主要表現(xiàn)就是，日本擁有世界上現(xiàn)今最大的托卡馬克核聚變裝置JT-60SA，以及世界上最先進的激光聚變裝置之一Gekko-XII。
日本號稱世界上最大的托卡馬克核聚變裝置JT-60SA是怎么回事呢？
這個裝置的前身是JT-60U大型托卡馬克裝置，1985年建成，至今仍保持著最高等離子體溫度的世界紀(jì)錄：5.22億℃，以及在2018年前一直保持著勞森準(zhǔn)則給出的，在磁約束裝置中密度、約束時間和等離子體溫度三重乘積最高值的世界紀(jì)錄：1.77×10^28 K·秒/立方米。
但這個值還不足以產(chǎn)生凈能量，實現(xiàn)核聚變凈能量收益的核聚變?nèi)爻朔e最小值是3.5×10^28 K·秒/立方米，美國國家點火裝置聲稱在2021年8月8日首次超過了這個值，因而被認為實現(xiàn)了地球歷史上首次受控核聚變。
不過JT-60U雖然實現(xiàn)了最高溫度紀(jì)錄，但僅維持了幾秒鐘，而中國的東方超環(huán)，則在2021年底實現(xiàn)了長達17分鐘的穩(wěn)定運行，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。
2010年，JT-60U已經(jīng)壽終正寢被拆除，取而代之的是日本和歐盟合作的JT-60SA，其大小半徑分別是3米和1.18米，超過了中國東方超環(huán)的1.85米和0.45米。
JT-60SA于2020年3月完成安裝，總耗資約25億美元，并開始進行綜合調(diào)試，從而成為世界上現(xiàn)在最大的托卡馬克裝置。
另外，日本于2021年成立了第一家激光核聚變初創(chuàng)公司EX-Fusion Inc，目標(biāo)是建造商用激光聚變反應(yīng)堆。該公司目前已開始研究其中兩個最重要的系統(tǒng)：一是將聚變?nèi)剂项w粒持續(xù)不斷地快速送入燃燒室的系統(tǒng)，二是確保激光脈沖在正確的時刻擊中移動目標(biāo)粒子的跟蹤系統(tǒng)。
看起來這個走的是美國國家點火裝置的路線，即通過超強激光引發(fā)核燃料內(nèi)爆產(chǎn)生聚變，目前美國已歷史性地實現(xiàn)了地球上第一次受控核聚變，并且輸出能量大于輸入能量，讓全世界都燃起了信心。
通過這兩個先進裝置的研發(fā)，日本認為自己已經(jīng)在國際核聚變演技中居于領(lǐng)先地位之一，日本不應(yīng)該僅僅是參與國際熱核聚變項目，而應(yīng)該打造核聚變產(chǎn)業(yè)的工業(yè)基礎(chǔ)和人力資源，爭取比標(biāo)準(zhǔn)方案至少提前5年建成自己的商用核聚變裝置。
有鑒于此，日本已將核聚變能源作為國家產(chǎn)業(yè)政策的支柱，并將“聚變能源創(chuàng)新戰(zhàn)略”作為國家項目大力推進，希望通過科技突破來大大加快實現(xiàn)商業(yè)核聚變電力的時間表。
日本同時認為，在蓬勃發(fā)展的私營企業(yè)投資推動下， 美國、英國和其他地方的聚變初創(chuàng)企業(yè)正在加速聚變研發(fā)競爭，為聚變發(fā)電制定雄心勃勃的目標(biāo)，這些創(chuàng)新和新興技術(shù)可能產(chǎn)生改變游戲規(guī)則的影響，并可能導(dǎo)致核聚變發(fā)電早于政府計劃的時間表。
而美國和英國已經(jīng)開始限制相關(guān)技術(shù)，要求只能在自己國內(nèi)使用，這意味著還沒有實現(xiàn)核聚變發(fā)電，商業(yè)化競爭就已經(jīng)開始，日本可能已經(jīng)感覺到了危機。
另外，中國在政府主導(dǎo)的實驗設(shè)備和原型反應(yīng)堆建設(shè)計劃方面也取得了重大進展，這可能使中國成為聚變研發(fā)領(lǐng)域非常強大的競爭對手，日本也是感受到了巨大的壓力。
總之就是，從去年美國國家點火裝置實現(xiàn)凈能量收益以來，全球主要國家似乎都提振信心，開始了新一輪的人造太陽研發(fā)競爭，人類真的能實現(xiàn)取之不竭用之不盡的核聚變能源嗎？或許時間已經(jīng)到了。
參考：https://www8.cao.go.jp/cstp/fusion/230426_strategy.pdf
