微型反应堆凭借海绵妙招提升核聚变效率

大型磁约束聚变——将等离子体置于极端温度和压力之下——作为一种清洁能源发电方法正在被广泛探索。8月20日发表在《自然》杂志上的这项实验采用了一种完全不同的方法：使用一个更易操作的室温反应堆来研究电化学加载对核聚变反应速率的影响。

该团队在钯金属靶材中加载了高浓度的氘燃料——在靶材一侧使用等离子体场加载燃料，另一侧则使用额外的电化学池加载燃料。

论文通讯作者、英属哥伦比亚大学杰出学者Curtis P. Berlinguette教授解释道："目标是提高燃料密度和氘-氘碰撞概率，从而增加聚变事件。"

"利用电化学方法，我们在金属中加载了更多氘——就像将燃料挤压进海绵。1伏特的电压实现了通常需要800个大气压才能达到的效果。虽然我们未实现净能量增益，但这种方法提升了聚变速率，可供其他研究人员复现并改进。"

与单独使用等离子体场加载钯靶相比，通过电化学加载氘使氘-氘聚变速率平均提高了15%。

尽管性能提升幅度有限，但这是首次利用等离子体浸没离子注入和电化学加载技术实现氘-氘核聚变演示。该实验消耗的能量仍大于产出能量。

Berlinguette教授补充道："我们希望这项工作有助于将聚变科学从大型国家实验室转移到实验台。我们的方法整合了核聚变、材料科学和电化学，创建了一个可系统调控燃料加载方法和靶材的平台。我们视其为起点——以开放严谨的探索精神，邀请科学界迭代、优化并拓展。"

核聚变——原子核结合释放的能量（如太阳内部反应）——比核裂变（核分裂）更强大，且产生的放射性废物危险性更低。

雷鸟反应堆（The Thunderbird Reactor）

雷鸟反应堆是定制设计的台式粒子加速器，旨在通过电化学手段提升氘-氘核聚变速率。该反应堆由三个核心部件构成：等离子体推进器、真空室和电化学池。

早期实验

氘-氘核聚变的首次演示可追溯至1934年，当时研究人员用高能氘离子轰击覆盖氘化材料的固体金属靶。

1989年，研究人员声称使用钯阴极电解氧化氘时产生了异常热量——并将其归因于氘离子的核聚变。该结果无法独立验证，冷聚变研究因此被排除在主流科学之外。本次新实验未测量热量，而是探测了中子等硬核特征——这些是聚变的直接证据。

Berlinguette教授及其团队的最新研究建立在谷歌2015年资助组建的多机构"同行小组"工作基础上。该小组通过2019年《自然》观点文章《冷聚变悬案再审视》公开研究进展。他们未发现支持冷聚变主张的证据，但确定了多个值得深入探索的研究方向。

英属哥伦比亚大学在Thistledown基金会的支持下得以继续推进该项目并取得此项发现。