IT之家 10 月 20 日消息，美國能源部（DOE）上周發(fā)布了一份新的路線圖，旨在讓美國實現(xiàn)利用核聚變能源這一長達(dá)數(shù)十年的夢想。

該路線圖體現(xiàn)了美國政府對科研開發(fā)的堅定支持，并強(qiáng)調(diào)通過公私合作模式，最終建成第一代商業(yè)聚變電站。與此同時，這份計劃也突出了人工智能（AI）的雙重角色：一方面，AI 被視為加速聚變技術(shù)突破的關(guān)鍵工具；另一方面，數(shù)據(jù)中心日益增長的電力需求正成為發(fā)展新型能源的緊迫動因。

盡管美國能源部設(shè)定了極為雄心勃勃的時間表，但具體實施路徑仍不清晰。畢竟，聚變能的成功仍有賴于尚未實現(xiàn)的重大科學(xué)突破，而科學(xué)家們在過去近一個世紀(jì)中始終未能攻克這些難題。此外，致力于這項任務(wù)的新興初創(chuàng)企業(yè)和研究人員生態(tài)系統(tǒng)正迫切需要更多資金，美國能源部承認(rèn)目前尚無這筆資金可供提供。

新聞稿宣稱，新戰(zhàn)略目標(biāo)是在 2030 年代中期將商業(yè)化規(guī)模的聚變電力接入電網(wǎng)。然而，實際發(fā)布的路線圖文件描繪的前景則更為模糊。文件明確指出其核心目標(biāo)是：“在 2030 年代構(gòu)建公共基礎(chǔ)設(shè)施，以支持私營聚變產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展?！北M管如此，前路依然充滿重重障礙與不確定性，這意味著利用聚變能為家庭和企業(yè)供電可能還需數(shù)十年時間，甚至未必能夠?qū)崿F(xiàn)。

為何這項任務(wù)如此艱巨？現(xiàn)有的核電站采用的是核裂變技術(shù)，即通過分裂原子釋放能量。而核聚變則是將原子在受控條件下融合在一起以產(chǎn)生能量（若該過程失控，則會形成氫彈）。聚變能的優(yōu)勢在于不會產(chǎn)生類似裂變的高放射性廢物，也不依賴污染嚴(yán)重的化石燃料。

從本質(zhì)上講，核聚變模擬了恒星發(fā)光發(fā)熱的過程。雖然這種能源潛力巨大且近乎無限、零碳排放，但要實現(xiàn)原子融合需要極高的溫度和壓力。因此，長期以來，科學(xué)家一直難以實現(xiàn)“凈能量增益”的聚變反應(yīng)（業(yè)內(nèi)稱之為“點(diǎn)火”）。直到 2022 年，研究人員首次利用激光實現(xiàn)了這一里程碑式的突破。如今，全球多個團(tuán)隊正致力于重復(fù)這一成果，并探索如何延長并穩(wěn)定維持聚變反應(yīng)。

近年來還有其他重要進(jìn)展推動了聚變領(lǐng)域的熱潮。生成式人工智能的爆發(fā)使科技巨頭爭相尋求更多電力來支撐不斷擴(kuò)張的數(shù)據(jù)中心。薩姆?奧爾特曼（Sam Altman）、比爾?蓋茨（Bill Gates）和杰夫?貝索斯（Jeff Bezos）均已投資專注于聚變電站設(shè)計的初創(chuàng)企業(yè)。谷歌和微軟更已公開宣布，計劃從 2020 年代末或 2030 年代初投入運(yùn)行的聚變電廠購買電力。據(jù)美國能源部統(tǒng)計，已有超過 90 億美元（IT之家注：現(xiàn)匯率約合 638.54 億元人民幣）的私人資本涌入聚變示范項目和原型反應(yīng)堆的研發(fā)。

然而，仍存在諸多關(guān)鍵空白亟待填補(bǔ)，這正是美國能源部認(rèn)為自身可以發(fā)揮作用之處。路線圖強(qiáng)調(diào)，需整合公共與私營部門資源，共同建設(shè)聚變商業(yè)化所必需的“關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施”，例如聚變?nèi)剂希ㄍǔ殡昂碗畠煞N氫同位素）的生產(chǎn)與回收體系。文件還特別指出另一項“核心挑戰(zhàn)領(lǐng)域”：開發(fā)能夠在聚變極端環(huán)境下長期穩(wěn)定運(yùn)行的結(jié)構(gòu)材料，畢竟，人類正在嘗試復(fù)制恒星內(nèi)部的物理環(huán)境。

路線圖還提出建立區(qū)域性聚變創(chuàng)新中心，由能源部國家實驗室聯(lián)合大學(xué)、地方政府及私營企業(yè)，共同培養(yǎng)適應(yīng)新技術(shù)需求的專業(yè)人才隊伍。其中一個示范項目將由英偉達(dá)（Nvidia）、IBM、普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）與能源部合作，打造名為“Stellar-AI”的、以 AI 優(yōu)化為核心的聚變專用超級計算集群。

美國能源部在路線圖中專門設(shè)立章節(jié)論述人工智能，稱其為“改變聚變能源格局的變革性工具”。例如，研究人員可借助 AI 模型構(gòu)建實驗設(shè)施的“數(shù)字孿生體”，從而更快地模擬和預(yù)測其性能表現(xiàn)。

值得注意的是，該文件開頭便附有一條顯著免責(zé)聲明：“本路線圖并不承諾美國能源部的具體資金投入水平，未來經(jīng)費(fèi)將取決于國會的撥款審批?！睋Q言之，美國能源部目前尚未準(zhǔn)備好為此計劃提供實質(zhì)性財政支持。

此外，在特朗普政府倡導(dǎo)的所謂“能源主導(dǎo)地位”戰(zhàn)略中，化石燃料、核裂變以及核聚變均被納入重點(diǎn)發(fā)展方向。然而，該政府卻大幅削減了太陽能和風(fēng)能項目的資金投入 —— 而這些可再生能源技術(shù)已經(jīng)具備更快部署速度和更低成本優(yōu)勢，本可在短期內(nèi)有效應(yīng)對美國持續(xù)增長的電力需求。