困擾人類千年的“煉金術(shù)”被破解？一家專注核聚變發(fā)電的初創(chuàng)公司聲稱已找到利用聚變反應(yīng)將汞轉(zhuǎn)化為黃金的方法。該技術(shù)方案若成功實(shí)施，可為未來的聚變電站帶來雙倍收入。

總部位于舊金山的Marathon Fusion公司上周發(fā)表學(xué)術(shù)論文，提出利用核聚變反應(yīng)釋放的中子通過核嬗變過程生產(chǎn)黃金。該公司預(yù)計(jì)采用此技術(shù)的聚變電站每發(fā)電一千兆瓦，就可產(chǎn)出5000公斤黃金，價(jià)值與其發(fā)電收入相當(dāng)。

盡管該論文尚未經(jīng)過同行評議，但已獲得部分領(lǐng)域?qū)＜业姆e極回應(yīng)。美國能源部普林斯頓國家實(shí)驗(yàn)室等離子體物理學(xué)家Dr Ahmed Diallo表示，該方案"在理論上看起來很棒"，與其交流的專家都對此感到興奮。

這一技術(shù)突破可能為核聚變行業(yè)帶來新的收入來源，有助于加速聚變商業(yè)化進(jìn)程。據(jù)最新行業(yè)研究顯示，截至7月的12個(gè)月內(nèi)，全球聚變公司融資26億美元，累計(jì)投資總額達(dá)98億美元。

技術(shù)原理：中子轟擊實(shí)現(xiàn)核嬗變

Marathon Fusion的技術(shù)方案基于現(xiàn)有聚變反應(yīng)原理。傳統(tǒng)聚變實(shí)驗(yàn)使用托卡馬克裝置將氘和氚兩種氫同位素加熱至極高溫度，使其聚變產(chǎn)生氦和大量以中子形式釋放的能量。

該公司提出在聚變電站的"增殖包層"中引入汞-198同位素，利用高能中子將其轉(zhuǎn)化為汞-197。汞-197是不穩(wěn)定同位素，會(huì)在約64小時(shí)內(nèi)衰變?yōu)榻?197——黃金的唯一穩(wěn)定同位素。

該技術(shù)不會(huì)降低電站的發(fā)電輸出或氚增殖能力。Marathon聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官Rutkowski表示：

關(guān)鍵洞察是你可以使用這套快中子反應(yīng)制造大量黃金，同時(shí)滿足系統(tǒng)的燃料循環(huán)要求。

按當(dāng)前金價(jià)計(jì)算，Marathon估計(jì)每吉瓦發(fā)電容量的聚變電站年產(chǎn)黃金價(jià)值約等于其發(fā)電收入，有望使電站收入翻倍。

目前全球年產(chǎn)黃金約3500噸，該公司認(rèn)為聚變反應(yīng)產(chǎn)金規(guī)模可被市場吸收而不影響金價(jià)。

前比爾·蓋茨支持的Commonwealth Fusion System首席技術(shù)官Dan Brunner現(xiàn)為Marathon科學(xué)顧問。他表示：

從純科學(xué)角度看，這一切都說得通。挑戰(zhàn)在于如何將其工程化為實(shí)用系統(tǒng)。

Marathon成立于2023年，由30歲的首席執(zhí)行官Kyle Schiller和首席技術(shù)官Rutkowski創(chuàng)立。公司現(xiàn)有12名全職員工，已融資590萬美元并獲得約400萬美元美國政府撥款。

技術(shù)挑戰(zhàn)：輻射安全需長期儲(chǔ)存

該技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)是其他汞同位素的存在可能產(chǎn)生不穩(wěn)定金同位素，導(dǎo)致產(chǎn)出的黃金具有部分放射性。Rutkowski估計(jì)這些黃金需儲(chǔ)存14至18年才能被標(biāo)記為完全安全。

盡管物理學(xué)家此前已使用粒子加速器合成黃金，但產(chǎn)量極少且成本極高。今年早些時(shí)候，歐洲核研究中心(Cern)科學(xué)家在大型強(qiáng)子對撞機(jī)中觀察到鉛原子在高速近距離碰撞中轉(zhuǎn)化為黃金。

該技術(shù)也可用于生產(chǎn)其他貴金屬，但Marathon預(yù)測黃金市場規(guī)模使其成為最佳選擇。

目前核聚變商業(yè)化仍面臨重大技術(shù)挑戰(zhàn)，沒有聚變實(shí)驗(yàn)成功產(chǎn)出超過消耗的能量，但私人投資增加為該領(lǐng)域帶來樂觀情緒。