随着电动汽车、人工智能数据中心等技术的广泛应用，电力需求持续攀升。理论上，核聚变能提供巨大能源供应且排放极低，但主要燃料之一氚的稀有性及高昂成本成为发展瓶颈。近日，美国研究人员在利用核废料制造氚方面取得新进展。

当地时间 8 月 17 日至 21 日，在美国化学学会秋季会议 (ACS Fall 2025) 上，洛斯阿拉莫斯国家实验室 (LANL) 的物理学家 Terence Tarnowsky(塔诺夫斯基)展示了其研究成果。

当前，核电站通过核裂变产生能量，此过程产生长寿命核废料。而拟议中的核聚变发电厂，通过氢的氘和氚结合产生能量，释放大量能量且放射性废物少。然而，氘易获取，氚却供应短缺。目前，商用氚价值高昂，每磅约 1500 万美元(每公斤 3300 万美元)，美国国内缺乏生产能力，主要商业来源是加拿大的裂变反应堆，地球上氚总储量有限。

与此同时，美国拥有数千吨由商业核电站产生的核废料，这些核废料含高放射性物质，储存成本高昂，还可能引发辐射泄漏风险，危害环境与健康。

塔诺夫斯基看到了利用核废料生产氚的可行性。他通过多次计算机模拟潜在氚反应堆，评估设计产量和能源效率。模拟反应堆设计使用粒子加速器启动核废料中的原子分裂反应，释放中子后产生氚，加速器可使反应更安全可控。

塔诺夫斯基称，虽设计基本原理不新，但技术进步或使其比 20 世纪 90 年代和 21 世纪初首次提出时更高效。目前估计，理论上以 1 千兆瓦能量运行的系统，每年可生产约 4.4 磅(2 公斤)氚，相当于加拿大所有反应堆年总产量，且在相同热功率下，该设计产生的氚量将是聚变反应堆的 10 倍以上。

接下来，塔诺夫斯基将对反应堆效率进行更精确计算，改进模拟方法，评估反应堆设计的效率和安全性。他计划开发新模型代码，用熔融锂盐包裹核废料，盐的冷却特性可提供安全措施，还能防止提取用于武器研发的废料，最终目标是帮助决策者了解哪种模拟方案最有可能在未来实施。

塔诺夫斯基表示，能源转型成本高昂，简化流程的尝试很有必要，这一系列研究都是利用现有技术降低成本计划的一部分。

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