物理学领域正在进行的一个笑话是，在过去的八十几年里，商业上可行的聚变能量仅在30年前的水平上。现在，总部位于华盛顿的新公司阿格尼能源公司已经制定了一项核聚变反应堆的计划，该公司表示，这一计划可能比当前水平前进了一步。
现有的核反应堆使用一种叫做裂变的过程，通过分裂原子来释放能量。但是核裂变产生的放射性副产品必须被收集和储存。聚变，与裂变相反，意味着把东西连在一起，在这种情况下，就是原子。
聚变反应堆将原子撞击在一起，从而释放能量。但是科学家们还没能创造出一个有用的聚变反应堆（它能产生比投入更多的能量）。如果科学家们能够打开聚变能的“大门”，那么这些反应堆将创造出比核裂变更多的能量，而不会产生有害的副产品。毕竟，这个聚变的过程就是太阳源源不断输出能量的动力。
大多数聚变反应堆使用两种方法中的一种：用激光或离子束将等离子体(含离子的气体)加热到极端温度，或者用磁铁挤压等离子体以达到极高的密度。
但这两种方法都存在问题。阿格尼能源公司的首席科学官德米特里·霍普金斯说，光束需要向系统注入大量的能量。利用磁铁，如果你给等离子体充电，你可能无法让原子足够稳定，容纳所有的能量。
被遗忘的想法
新方法将利用电场和磁场来创造一个混合融合装置。这种所谓的“波束-目标融合”并不是试图从一个源融合原子；相反，它用一束原子击中一个固体目标，从而使光束中的原子与目标中的原子融合在一起。这种方法的离子束由氘或重氢离子组成，目标由氚离子组成，重氢离子含有两个中子。之所以这种方法使用氢这种最轻的元素，是因为在核聚变中，最轻的元素产生的能量最多。
磁性透镜稳定并激发离子束中的原子，当离子束击中目标时，这两种类型的氢原子合并并释放出高能中子，然后用于加热水或为风力涡轮机提供动力。霍普金斯说，核聚变还会产生无毒的氦和少量的原始燃料源氚，这种物质具有轻微的放射性，但可以作为燃料重新使用。
这种波束指向目标的核聚变想法最初是在20世纪30年代提出的，当时被认为是不可行的，因为它消耗的能量比产生的能量多，霍普金斯说。“这本来是一种融合能量的途径，因为它散发出大量的能量（这样是无法使用的）。当它击中目标时，它能量分散得太多了。这样就失去了太多的能量，这是这种想法的终结的原因。”
更少的散射
然而，新方法背后的团队说，他们通过在目标和光束中，改变自旋极化或者自旋取向（一个基本概念，指的是粒子的旋转方式）来调整原子。霍普金斯说，通过这样倾斜自旋，研究人员可以克服所谓的库仑势垒，即排斥那些靠得太近的原子的力。这将使原子散射的程度降到最低，从而增加所收集的能量。
霍普金斯大学和其他高中生福尔斯特·贝顿和埃里克·托马斯在2011年设计了一个小型桌面模型，发现自旋极化将能源效率提高了两个数量级。
然而，并不是所有人都相信这个方案
田纳西橡树岭国家实验室研究聚变反应的等离子物理学家唐纳德·斯彭认为：“虽然这种系统可以产生低水平的聚变反应……但出于相当基本的原因，投入的能量总是高于输出，能量盈余是不可能的。”
这是因为散射可能太高了，斯彭说，他没有参与阿格尼公司的研究。
即使自旋极化的奇异状态降低了散射，“我们也必须评估产生所谓的奇异状态所需的能量是否会被所宣称的提高反应效率所克服，”斯彭说。
密歇根大学的核物理学家约翰·福斯特并不是这个项目的一部分，他并不认为这是不可能的，只是非常棘手。“我不能说永远不会，只是说这很有挑战性，”他说。“对于固体目标，散射是重要的。”
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