Helion能源公司全新的Trenta系列核聚變反應堆正式面世。2022年12月，這項技術據稱是美國私營部門的最高機密之一。直到YouTube頻道獲準以進入Helion公司位于華盛頓州埃弗雷特的主要設施。

Helion能源公司成立于2013年，在不到10年時間里，已經成為西半球最重要的私營能源公司之一。該公司多年來面臨著審查，著名的退休核研究人員丹尼爾—賈斯比在2019年將Helion的氘和氦-3聚變實驗描述為“魔法聚變”。

僅僅三年后，進入Helion的Trenta核反應堆的每一個螺母和螺栓的技術仍然可以被普通的局外人稱為魔法。要了解Helion的Trenta反應堆如何以及為何如此壯觀，需要了解一些物理學知識。

我們大多數人都熟悉裂變和聚變，這是放射性原子釋放其能量的兩種形式。核裂變，是一門更為人所熟知的科學。位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯實驗室的美國科學家早在20世紀60年代末就建造了裂變動力熱火箭，名為NERVA。建造核裂變炸彈和導彈的時間甚至更長。

裂變是地球上唯一原生的核反應，人們只需要挖出一些鈾或钚就可以看到裂變現象。然而，我們不建議這樣做，以免你最終患上輻射引起的疾病。另一方面，核聚變則完全是另一種野獸。

雖然科學家們早已能夠維持短時間的核聚變，但這些反應總是處于輸入的能量遠遠大于輸出的能量。為了使核聚變可行，工程師們必須達到所謂的能量平衡。這就要求，由一個包含的核聚變反應產生的能量水平大于等于用于形成它的能量。

2022年12月5日，在加利福尼亞州利弗莫爾的國家實驗室首次實現了能量平衡。實現了1.5的盈虧平衡系數，并打破了總部設在英國的JET實驗室，在1997年實現的0.67的記錄。如果你能相信，Helion的創始人David Kirtley確信他的第六代Trenta反應堆有可能做得更好。

Trenta反應堆產生核聚變的方式完全是開創性的。它的工作原理與JET實驗室甚至國家實驗室都大不相同。JET實驗室的托卡馬克式反應堆形成一個單一的高能等離子體環，而Helion的Trenta在反應堆的兩端形成兩團過熱的放射性等離子體。

通過極其強大的電磁鐵組建立“形成設施”來保持反應堆的穩定。在其中，室溫、加壓的氦-3和氘氣在幾分之一秒內被注入這個形成室。兩個這樣的形成區位于反應堆的兩端。

在Trenta的情況下，有關的燃料包括氦-3和氘。與JET托卡馬克反應堆中使用的氦-3和氚相反。從那里，強大的電磁脈沖在真空內與周圍的燃料相同的空間中被發出激流。這些脈沖的影響從燃料的原子中剝離電子，創造出核聚變領域標志性的發光等離子體場。

傳統的核聚變體，例如我們的太陽，利用其巨大的引力來控制物質。如果沒有足夠的引力使太陽系保持在一起，形成等離子體的強大電磁壓力脈沖將使避免兩個獨立的等離子體接觸，甚至融化周圍的物質。

通過一系列的壓縮，反應堆兩端的放射性等離子體環以不斷增加的速度向對方加速。當兩個環在中心相遇時，溫度超過1000萬華氏度。在碰撞點，類似恒星的溫度和壓力與來自兩個等離子體環的巨大動能一起，以超過100萬英里/小時的速度行駛。

這一切匯集在一起，創造出與太陽系中太陽以外的任何自然條件都不同的條件。這些構成了高能核聚變的完美條件。反應中涉及的熱量水平達到數億度。核聚變過程創造了帶有一個額外氫原子的新型氦-4原子，以及通過光纖電纜捕獲的大量可控熱能。讓我們將其與托卡馬克反應堆進行比較，后者使用由聚變產生的等離子體核心加熱的大型水套。相比之下，Trenta使更多傳統形式的核聚變看起來就像使用相同操作原理的普通裂變反應堆一樣平凡。

沒有沸水，沒有任何形式的渦輪機或驅動軸，Trenta核聚變反應周圍的電磁場基本上實現自給自足，效率高得多。說Helion的Trenta反應堆及其所有未來的后代的實際應用幾乎是無限的，這不是夸大其詞。無論是在世界主要城市的大規模電力供應任務中，還是在下一代核動力太空火箭中。

它能使我們擺脫外國石油的威脅嗎?嗯，在理論上是的。在實踐中，沒有人能下結論。盡管科學上的能量守恒已在眼前，但不太清楚的是Helion是否會實現所謂的經濟盈虧平衡。與科學上的平衡一樣，當向大眾出售聚變能源的資本收益超過支持其龐大的基礎設施需求的巨大成本時，就會出現經濟上的收支平衡。

重要的是要記住，將具有先見之明的領導人吸引到核能進步的事業中，與反應堆本身同樣重要。這可能是人類與基本無限的核聚變能源之間的最后障礙。