核電池如何加速核融合發電競賽
Avalanche Energy 正在執行一項 DARPA 專案，旨在開發一類新型材料，能夠將具破壞性的輻射轉化為電力，這將有助於加速核融合發電的進程。
核融合能源一直以來都帶有一種矛盾。核融合的部分其實相對容易——例如，最近就有一名大學生在臥室裡建造了一個簡單的核融合裝置——但從反應中獲取電力卻很難。
「能產生能量的核融合反應爐——這類反應爐很多，而且已經存在了，」Avalanche Energy 的材料科學負責人 Daniel Velásquez 告訴 TechCrunch。「但能產生電力的核融合反應爐則更勝一籌。」這正是這個新興產業目前停滯不前的地方。
核融合反應透過將兩個較輕的原子融合成一個較重的原子，釋放出巨大的能量。但如何收集這些能量已被證明具有挑戰性。最常見的方法是加熱水並驅動蒸汽渦輪機，但這種方法的效率並非特別高，頂多只能利用約 60% 的能量。
Avalanche Energy 認為，透過開發名為「放射性伏特」（radiovoltaics）的新材料，可以捕捉更多能量。放射性伏特與光伏（即傳統太陽能板）類似，都是利用半導體將輻射轉化為電力。這項技術已經存在一段時間，但效果並不理想。現有的放射性伏特裝置很容易被它們所利用的輻射損壞，且產生的電力也不多。
Avalanche 獨家向 TechCrunch 透露，該公司今日獲得了來自美國國防高等研究計劃署（DARPA）一份價值 520 萬美元的合約，用於開發新型放射性伏特材料。
這家五角大廈的研究機構有興趣將這些材料應用於新一代核電池中，這類電池利用釙等材料的放射性衰變來發電。此類裝置可以為太空船和衛星提供數年的電力。它們也可以用於地面上更耗能的軍事應用，並持續運作數日——「特別是針對自動化系統，或是物流補給較為困難的任務，」Velásquez 表示。
這並不完全是 Avalanche 作為一家公司的最終發展目標，但 DARPA 的獎勵確實與其雄心壯志相重疊。
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首先，核融合反應和核電池都會產生阿爾法粒子（alpha particles），這是一種能量極高的輻射，會損壞各種設備，包括核反應爐的爐壁。其次，Avalanche 正在開發一種桌面規模的核融合反應爐，可以取代偏遠軍事基地的柴油發電機。
如果該公司能為核電池開發出新型放射性伏特材料，就能將該知識應用於新的反應爐組件。這種護套將有助於捕捉阿爾法粒子，在保護反應爐的同時提高其發電量。Avalanche 還獲得了美國空軍 AFWERX 研究實驗室 125 萬美元的獎勵，旨在利用計算技術的進步來加速材料研發。
核融合新創公司都在競相達成一個被稱為「能量平衡」（breakeven）的里程碑，在科學界稱為 Q>1，其中 Q 是核融合反應產生的能量與維持反應所需能量的比率。讓這些阿爾法粒子投入發電工作，將可能使商業核融合能源更容易實現。
Avalanche 並非唯一一家擁有會產生阿爾法粒子的反應爐設計的公司。如果取得成功，該公司可能會發現自己正在向其他核融合公司供應這項技術，這是該行業內正在興起的一種趨勢。
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氣候領域資深記者
Tim De Chant 是 TechCrunch 的資深氣候記者。他曾為多家刊物撰稿，包括《連線》（Wired）雜誌、《芝加哥論壇報》（Chicago Tribune）、Ars Technica、《財新》（The Wire China）以及他擔任創刊編輯的 NOVA Next。
De Chant 也是麻省理工學院（MIT）科學寫作研究所的講師，並於 2018 年獲得麻省理工學院奈特科學新聞獎學金（Knight Science Journalism Fellowship），期間他研究了氣候技術並探索了新聞業的新商業模式。他擁有加州大學柏克萊分校環境科學、政策與管理博士學位，以及聖奧拉夫學院（St. Olaf College）的環境研究、英語和生物學學士學位。
您可以透過電子郵件 tim.dechant@techcrunch.com 聯繫或核實 Tim 的採訪邀請。
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