可控核聚变曙光初现，一朵乌云紧随其后( 三 ) 可控核聚变曙光初现

ITER将是第一个试验增殖毯的聚变反应堆。测试将包括液体毯（锂和铅的熔融混合物）以及固体“卵石床”（含有锂的陶瓷球与铍球混合）。由于成本削减， ITER的实验增殖系统将在600平方米的反应堆内部仅占4平方米。 ITER之后的聚变反应堆将需要尽可能多地覆盖表面，以便有机会满足其对氚的需求。
氚可以连续提取，也可以在计划停机期间提取，具体取决于锂是液态还是固态，但必须坚持不懈地进行增殖。增殖毯还有第二项任务：从中子中吸收千兆瓦的能量并将其转化为热量。通过热毯输送水或加压氦气的管道将吸收热量并转化为蒸汽，从而驱动发电涡轮机。 ITER工程设计主管MarioMerola说：“所有这些过程都在超高真空、中子轰击和高磁场的聚变反应堆环境中进行，这是一个巨大的工程挑战。 ”
对于Abdou和他的同事来说，这不仅仅是一个挑战——这很可能是无法完成的。他们的分析发现，利用目前主要由ITER定义的技术描述，增殖毯最多只能产生比消耗的多15%的氚，理论上。而通过计算机模拟的结果是，这个数字更有可能是5%——一个令人担忧的幅度。
作者确定的一个关键因素是反应堆的停机时间，当氚繁殖停止但已有的氚继续衰变时，只有当反应堆的运行时间超过50%时，才能保证可持续性，这对于像ITER这样的实验反应堆来说几乎是不可能的，对于像DEMO这样需要停机进行调整以优化性能的原型机来说也很困难。 Abdou说，如果现有的托卡马克可以作为指导，那么故障停机的时间可能是几小时或几天，而维修则需要几个月的时间。他说，未来的反应堆的运行时间可能很难超过5% 。
为了使增殖可持续，整个装置还需要控制氚泄漏。从普林斯顿退休的物理学家DanielJassby认为，这是真正的问题。氚因为能渗透反应堆的金属壁并从微小的缝隙中逸出而臭名昭著。 Abdou的分析假设损失率为0.1% 。 “我不认为这是现实的， ”DanielJassby说。 “想想氚必须去的所有地方” ，因为它在复杂的反应堆和后处理系统中移动，但是“你不能失去任何氚” 。
另一些团队选择干脆放弃氚燃料。加州初创公司TAETechnologies计划使用纯氢和硼，而华盛顿州初创公司Helion将融合氘和氦3 ，这是一种稀有的氦同位素。这些反应需要比DT更高的温度，但他们认为这是一个值得为避免氚麻烦而付出的代价。
替代聚变反应具有产生更少甚至不产生中子的额外吸引力，这避免了DT方法威胁的材料损坏和放射性，这应该可以让TAE的反应堆——用粒子束稳定旋转的等离子体环——持续40年。挑战在于温度：DT反应堆在1.5亿摄氏度下聚变，而氢和硼则需要10亿摄氏度。 Helion公司的氘和氦3燃料的燃烧温度仅为2亿度，这是使用类似于TAE的等离子环实现的，但被磁场压缩。但是氦3虽然稳定，但几乎与氚一样稀有且难以获得。
尽管如此，传统DT聚变的倡导者认为，可以通过建造更多的裂变反应堆来扩大氚供应。世界各地的军队使用氚来提高核武器的产量，并使用专门建造或改装的商业核反应堆建立了自己的氚储备。
也许世界可以看到CANDU技术的复兴。许多国家都CANDU反应堆的建设计划，他们可以通过在其核心中添加锂棒或在重水慢化剂中掺杂锂来大大提高氚的产量。但卡勒姆聚变能源中心的MichaelKovari及其同事在2018年发表的一篇关于核聚变的论文认为，此类技术的修改可能会面临监管障碍，因为它们可能会危及反应堆的安全性，并且难以克服氚本身带来的危险。
有人说聚变反应堆可以通过单独使用氘来制造自己的启动氚。但DD反应在托卡马克温度下效率极低，而且不会产生能量，还会消耗大量电力。根据Kovari的研究， DD氚生产每一公斤可能要花费20亿美元——有这钱还不如多开几个油田了。