前言

一篇于2025年8月发表在《Nature》期刊上的重磅研究，由加拿大不列颠哥伦比亚大学（UBC）Curtis P. Berlinguette教授领导的跨学科团队完成，首次在实验上证实：通过电化学方法向钯金属靶中加载氘，可显著提升氘氘（DD）核聚变反应速率。这项研究不仅重现了历史上备受争议的“冷核聚变”实验的部分设想，更以严谨的核信号检测（中子计数）为其提供了可靠的科学验证。

研究内容

研究团队设计并建造了一台名为“雷鸟反应堆（Thunderbird Reactor）”的桌上型粒子加速装置，该装置集成了等离子体浸没离子注入（PIII）技术和电化学电池，能够在真空与液态电解液双环境下同时对钯靶进行氘加载。 

1. 第一阶段（仅离子注入）：通过等离子体将氘离子加速至30keV轰击钯靶，成功诱发DD聚变，中子产率稳定在约130–140n/s。

2. 第二阶段（叠加电化学加载）：在持续离子轰击的同时，启动电化学系统，从重水（D₂O）中电解出氘并注入钯靶，中子产率进一步提升了约15%。

研究意义

 1.科学层面：首次实证"化学调控核反应"

这项研究首次以无可争议的核信号（中子）证明，eV尺度的电化学过程能调控MeV尺度的核聚变反应，打破了"化学与核物理尺度割裂"的传统认知，为理解低能核反应中的"电子屏蔽效应"等基础问题提供了实验依据。 

 2.技术层面：台式聚变的可行性探索

与动辄耗资数十亿的大型聚变装置不同，Thunderbird Reactor体积仅120×80×70cm³，可在普通实验室运行，为低成本、小规模聚变研究提供了可复制的平台。其核心思路——通过固态晶格提高燃料密度，也为突破传统聚变约束模式提供了新方向。 

 3.未来潜力：从基础研究到能量应用

虽然目前反应堆输出能量仅约10⁻⁹W，远未达到净能量增益，但团队指出，通过优化材料（如使用氘负载能力更强的铌、钛）、提升等离子体密度或利用量子相干效应，有望进一步提升聚变效率。这项研究为"固态约束聚变"开辟了新赛道，也让人类在可控核聚变的漫长征途上，又迈出了充满希望的一步。

展望未来

这项研究不仅是对1989年“冷核聚变”争议的一次科学回应，更是向可控核聚变探索道路上迈出的重要一步。虽然离实用化能源装置仍有距离，但它为我们打开了一扇新窗：也许未来的清洁能源，真的可以从一张实验桌上开始。

图1：雷鸟反应堆

图2：中子诊断与甄别

图3：雷鸟反应堆中的中子产率

扩展数据图1：金属靶晶格内发生核聚变的实验证实

扩展数据图2：使用H₂O溶液对中子产率的影响

扩展数据图3：电化学加载循环的原位XRD实验

扩展数据图4：Pd靶原位XRD图谱随电化学加载时间变化的3D透视图

扩展数据图5：天然脱气周期的原位XRD实验

扩展数据图6：真空循环的原位XRD实验

扩展数据图7：电化学电池功率循环效应

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