一组研究人员计划实现能真正产生能量的核聚变，他们的计划与世界上已经在进行的核聚变项目有很大的不同。如果该团队的计划无误，他们设计的球形氢硼反应堆将在任何进行中的常规核聚变项目完成之前建造起来，并投入使用。新型反应堆设计背后有何秘密？它所依赖的元素和加热反应堆核心的方法都不同于以前的项目。
神秘莫测的能源
原子内部储存有大量的能量，其中大部分能量形成的结合力使原子连接在一起。从上个世纪初，物理学家就已经知道，通过分裂这些结合力就能获取能量。摧毁广岛和长崎的原子弹爆炸就包含了核裂变这种反应；同时，核裂变还为当今世界上的每个核反应堆提供动力。
但事实证明，核裂变的逆反应——核聚变的力量甚至更强大（毕竟，这是为太阳提供动力的反应）。核裂变反应堆通常是分裂较大的原子，如铀或钚，而核聚变反应堆的目标是集中粉碎较轻的原子。通常这些原子核是氢的重同位素，如氘和氚，即意味着它们有额外的中子。它们在融合过程中形成氦，并释放出大量的能量。
人类军火库中已知的威力最大的武器都是热核弹，也称为氢弹。氢弹同时粉碎氘和氚，释放出巨大的爆炸力和辐射。然而，可用的聚变反应堆是不存在。为维持聚变反应所需的热等离子体而消耗的能量比它们能够产生的电能还要多。然而，许多研究人员认为，一旦净正核聚变得以实现，它将提供无限的能量来源，并对全球能源经济产生变革性影响。
改变游戏规则？
新的氢硼反应堆可能会改变能源领域的游戏规则，原因很简单：效率。氘氚反应堆要实现发电则面临着两个挑战：原子在反应过程中释放中子会浪费大量的能量，且剩余的能量无法直接转化为电能，而是用来加热水，使水带动涡轮发电。因此，投入到反应中的大部分能量无法有效地转化为可用的电能。
但在12月12日发表在《激光和粒子束》杂志上的一项新研究中，澳大利亚新南威尔士大学的物理学家Heinrich Hora和他的同事认为，通过采用一种截然不同的聚变反应就能规避这些问题。
研究人员写道，如果把氢-0（只有一个质子，没有中子或电子）和硼-11（有六个中子）融合成三个氦-4原子核（每个原子核有两个质子和两个中子），就不会浪费中子。原子完全结合而不失去任何核心粒子。在Hora提出的反应堆中，等离子体的能量可以直接转化为电能，而不会因为加热水而浪费掉，因为核聚变的能量是以带电粒子流的形式释放出来，转化为电流也就相对容易些。
不同于氘氚反应堆使用环形室中的磁铁将高温等离子体固定在适当位置，Hora所说的球形氢硼反应堆使用激光来触发和维持反应。Hora说：“这些激光器非常关键，它们浪费更少的能量来加热等离子体中的原子，并且使用更少的能量来固定原子的位置。”
激光使氢-硼等离子体达到50亿华氏度（30亿摄氏度）的温度，密度是氘-氚反应堆内等离子体密度的10万倍。这些都是比其他项目目标更强烈的反应条件，但是Hora和他的团队表示，按照目前的技术水平，至少从研究人员早期的实验和模拟来看，要满足这些条件并不会太难。同时，球体形状的反应堆也可使高温等离子体在其核心位置维持更有效的圆柱体形状，使其成为圆柱形激光器的理想目标。研究人员说，球形也能有效地保留由聚变反应产生的能量。
目前还不存在任何类型的能量正性熔合反应器。但这还是早期工作，将来有一天可能会实现。
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