浓缩锂是聚变反应堆的关键成分。制造它是一场有毒的噩梦，但科学家们可能已经找到了一种不毒害世界的方法。

核聚变能源有望为整个地球提供廉价而丰富的能源。科学家们在大规模实现这一目标方面取得了惊人的进展，但仍有许多问题阻碍着它的发展。其中之一是燃料的生产，这需要大量的富集锂。富集锂一直是一场环境灾难，但德克萨斯州的研究人员相信，他们已经找到了一种既便宜又大规模的方法，而且不会对世界造成污染。

德克萨斯农工大学的一组研究人员在研究一种清洁石油和天然气开采过程中污染的地下水的方法时，偶然发现了这种新方法。这项研究刚刚发表在科学杂志《化学》上，标题为“基于一维隧道结构V2O5中选择性插入的电化学6-锂同位素富集”。

这项研究对核聚变的影响可能是巨大的。“核聚变是太阳等恒星发射能量的主要来源，”麻省理工学院和德克萨斯农工大学的教授兼研究员、该论文的作者之一萨巴吉特·班纳吉（Sarbajit Banerjee）告诉媒体。在地球上而不是太空中进行核聚变最简单的方法是使用氚和氘同位素。氚是一种稀有的放射性物质，所以反应堆目前根据需要“培育”它来产生能量。

他们用中子轰击锂同位素来繁殖氚。地球上大部分的锂，超过90%是锂-7。用超稀有的锂-6来培育氚的效率更高。班纳吉说：“当使用最常见的锂同位素锂-7时，氚的生产效率远低于锂-6。因此，现代反应堆设计基于必须从天然锂中专门提取的富含锂-6同位素的繁殖毯。”

你可以把天然丰富的锂同位素混合物变成锂-6，“富集”它，但这个过程是一个有毒的噩梦。巴纳吉说：“从1955年到1963年，美国在田纳西州橡树岭国家实验室的Y12工厂生产了用于热核武器的锂-6，利用了锂-6和锂-7同位素在液态汞中的溶解度的微小差异。”“事情进展得不太顺利。”

他说：“大约330吨汞被排放到水道中，出于对环境的考虑，这个过程于1963年被关闭。”汞是一种难以清除的有毒梦魇物质。60年后的今天，从自然丰富的混合物中提取锂-6的过程中产生的重金属仍在毒害田纳西州。清理环境灾难的残余物是橡树岭国家实验室目前的一项主要工作。

在另一个项目中，德克萨斯农工大学的研究小组开发了一种名为“zeta-V2O5”的化合物，用于净化地下水。当水通过这层膜时，发生了一些奇怪的事情：它真的很擅长隔离锂-6。研究小组决定看看能否从不含汞的锂同位素混合物中获得锂-6。

它奏效了。

班纳吉说：“我们的方法利用了锂离子电池和海水淡化技术的基本工作原理。”“我们将流动水流中的锂离子插入zeta-V2 O 5的一维隧道中 …… 我们的选择性锂海绵对锂-6比锂-7有微妙但重要的偏好，这提供了一个更安全的过程，以同位素选择性从水中提取锂。”

班纳吉说，这可能会导致核聚变发电机燃料开发方式的巨大变化。它也不需要对现有的反应堆进行大规模的重新设计。“我们的工作概述了克服核聚变关键供应链问题的途径。然而，需要明确的是，我们并没有重新设计实际的反应堆 —— 托卡马克或仿星器 —— 尽管最近人们对等离子体物理学的新创新和设计感到非常兴奋。”

很多人都寄希望于核聚变是通往廉价和丰富能源的道路。这些年，我们总是能听到让梦想成真的突破“指日可待”。这是一种不断重复的说法，已经变成了一个笑话。就在去年，《原子科学家公报》提出，核聚变是否可能“永远是未来的能源”。

但班纳吉充满希望。他说：“尽管面临着难以置信的挑战，但核聚变是一个不容放弃的巨大目标。”“变革潜力已经很明显，但在工程设计，极端环境的材料科学以及对等离子体过程复杂性的理解方面存在重大差距，这只是列举了一些差距。全球竞争日益激烈，私人和公共部门投资数十亿美元 —— 尽管还不是迫在眉睫，但在大约二三十年后，有希望实现聚变能源的迹象。”

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