源自日本大阪大学的初创企业EX-Fusion（大阪府吹田市）将在日本国内建设对反复发生激光核聚变反应的技术实施验证的全球首个实证反应堆。核聚变发电作为能为脱碳做出贡献的新一代能源受到期待，但技术门槛较高，尚未找到实现实用化的进程。为了2030年代中期实现商用化，将通过正式的设备积累技术。

   

EX-Fusion开发的激光核聚变反应堆的示意图

   

      为2030年代商用化积累技术

  

      激光核聚变是向重氢等燃料照射强烈激光引起核聚变反应，从而获取能源的新一代发电技术。优点是不排放二氧化碳且能稳定供应电力。与发生核裂变的原子能（核能）发电相比，安全性高，不容易产生高放射性废弃物。

  

      EX-Fusion由在大阪大学及日本光产业创成大学院大学研究激光核聚变的技术人员等于2021年成立。此前一直借用大学的设施，控制照射燃料的激光的位置和时间，还致力于开发促进核聚变反应的部件和设备。具体来说就是向真空容器投入直径1毫米左右的铁球。然后反复开展向1米远处铁球的中心部分精确照射激光的实验。

  

      为了提高实验的精度和频率，EX-Fusion将于2023年内在大阪府内建设自己的试验环境。计划利用可实际引发核聚变反应的高功率激光，验证开发的控制设备能否正常工作。目标不是以几小时1次等频率而是以1秒10次的频率引发反应。该公司首席执行官（CEO）松尾一辉表示：“2025年达到以10微米以下的精度向10米远处的燃料照射10千瓦的激光，一直到引发反应。（我们）将对这整个过程进行验证”。

     

    

      还将致力于提高使用部件的品质。将在浜松市设立自家的研发基地。开发使用人工智能（AI）及传感器检测目标位置的部件。以前大多使用民用产品，而要承受发生核聚变反应的高输出功率，需要从部件开始自主生产。

  

      EX-Fusion最近通过面向风险投资公司（VC）等11家公司的第三方配股增资筹集了18亿日元，准备用于一系列举措。除了大型VC公司ANRI、Nissay Capital、Delight Ventures及三井住友海上Capital等外，业务公司尼康也加入增资行列。

  

      EX-Fusion过去筹集了1亿3000万日元，但对于创业不久的企业的筹资项目而言，18亿日元属于非常大的规模。

  

      目标：1秒内发生约10次核聚变反应

  

      核聚变反应是指氢等质量轻的原子核之间发生聚变，变成氦等质量重的原子核的反应。利用很少的燃料产生巨大的能量。理论上，利用1克燃料可以获得跟约8吨石油同等的热量。

  

      门槛也很高。因为要想发生核聚变反应，需要将燃料加热到摄氏1亿度以上，形成原子核所含的阳子和电子自由移动的“等离子”状态。

  

      作为等离子的控制方法，最有力候选被认为是利用磁力的磁场方式。包括日本在内的世界主要国家在法国共同建设的国际热核聚变实验堆（ITER）就是代表性事例。

  

      而激光方式是向球形真空容器中加入燃料，从周围照射强烈的激光，瞬时压缩和加热，从而引发核聚变反应。通过以秒为单位调整激光照射数量，被认为可以容易地调整发电量，还有望成为与光伏及风力等输出功率随气候状况改变的能源组合使用的电源。

  

      1980年代以后，各国正式开始研发激光核聚变。但是，要想产生激光，需要很大的电量，之前也很难输出超过这一电量的能源。取得进展是在2022年12月。美国能源部宣布，劳伦斯利弗莫尔国家实验室获得的能源超过了在实验发生核聚变所投入的能源。

  

      EX-Fusion的CEO松尾说：“随着点火成功，能够看到燃烧等离子，可以进行统计分析，更容易设定制造什么样的激光器合适的目标”。随着这一实验成功，各国初创企业正在转向推进激光核聚变的实用化。

  

      美国核聚变产业协会2022年7月公布的报告显示，世界上核聚变相关企业超过30家。筹资额合计达到48亿美元。据EX-Fusion的松尾CEO介绍，其中致力于激光核聚变的“全球有6家左右”。

  

      作为发电站实现商用化的重要门槛之一是连续发生核聚变反应。劳伦斯利弗莫尔国家实验室使用的大型激光器8小时只能输出1次。虽然能瞬间发电，但难以投入实用。因此，EX-Fusion的目标是以高频率反复输出高能源激光，在1秒内引发10次左右核聚变反应。

  

      另一个重要门槛是验证各大学及企业单独做的部件及设备最终能否作为1个系统正常工作。EX-Fusion可以将相关部件及设备集中到设在大阪府内的基地，进行综合试验。这种试验环境“在世界上也是首次实现”（松尾CEO）。

  

      激光器也需要大型化。要想稳定发生核聚变反应，需要将输出功率提高到50千瓦，达到现在的50倍，但目前还没有哪家厂商可以提供支持。另外，日本国内要想实现核聚变发电，还需要确保建设用地及完善法律法规。

  

      日本经济新闻（中文版：日经中文网）铃木健二朗

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