SHINE 独特的融合方法
在某种程度上，格雷格-皮弗（Greg Piefer）的想法与许多其他核聚变研究人员一样。自从他在威斯康星大学麦迪逊分校（UW）攻读核工程研究生以来，他就一直梦想着利用核聚变生产出丰富的清洁能源。然而，身为 SHINE Technologies 公司的首席执行官兼创始人，Piefer 却在同行中脱颖而出：他现在就在利用核聚变赚钱。
大多数聚变方法都是将氢的重同位素--氘和氚混合在一起，产生氦和高能中子。发电需要从中子中提取能量，迄今为止还没有一个聚变反应堆产生的能量超过其消耗的能量。然而，18 年前，皮弗意识到核聚变已经可以产生足够多的中子，从而使它们本身具有市场价值。"我们正在销售核聚变，"皮弗说。"我们正在销售核聚变，"皮弗说，"只是我们已经认识到，每个反应的最高价值在于中子，而不是能量。
SHINE 的愿景和业务战略
皮弗的办公室俯瞰着威斯康星州南部的一片板岩平地。远处矗立着 1 号楼，这是一座类似仓库的建筑，里面展示着 SHINE 的标志性技术。隐藏在混凝土砌块后面的内部矗立着一个 4 米高的设备，像某种农业机械。事实上，这是一个中子源。上面的一个小型粒子加速器驱动氘离子（或氘核）向下进入氚气，从而产生核聚变和每秒 50 万亿个中子，是其他任何基于核聚变的中子源的 20 倍。
皮费尔打算通过出售中子，资助一个分四步走的计划，以实现聚变发电的终极目标。第一步是使用更简单的中子源对金属机械零件的内部进行成像，SHINE 的前身凤凰号十年前就开始这样做了。在更有利可图的第二步中，SHINE 现在寻求使用比 1 号楼中的中子源更复杂的中子源来产生医用同位素--可用于组织成像或烧毁肿瘤的放射性原子核。一旦 SHINE 成功打入这个价值数十亿美元的市场，Piefer 将利用其技术把核反应堆中的乏燃料转化为危险性较低的元素。最后，在十年或更长时间之后，核聚变发电将问世。
在每一个步骤中，SHINE 的研究人员都必须加快聚变反应的速度。皮弗说，商业战略是利用核聚变本身来满足商业需求，而不是像其他一些核聚变公司那样出售电源、磁铁和其他辅助技术。"皮弗说："我们需要围绕核聚变的规模化发展建立一个完整的产业，使其在成本上具有竞争力。"这就是我的目标。
SHINE 当前和未来的产量
SHINE 公司已经在生产一种致癌同位素--镥-177，但没有使用自己尚未完工的中子源。距离 1 号楼咫尺之遥的一座金碧辉煌的工厂将容纳这些机器，但目前只完成了 80%。SHINE 目前正在运送前体材料，以便在其他地方的核反应堆中进行中子辐照。尽管如此，SHINE 公司的官员仍希望在新兴的镥-177 市场上占据主导地位，因为该公司每年已经可以生产 10 万剂镥-177。"SHINE 供应链经理 Dave Gelander 说："我们将很快成为北美最大的供应商。
这些进展让一些人看好 SHINE，该公司已经筹集了 $7 亿美元资金，拥有近 300 名员工。麻省理工学院物理学家戴维-蒙克顿（David Moncton）说："这不是纸上谈兵，"他是 SHINE 咨询小组的负责人。"我很乐观，这家公司很快就能在财务上自负盈亏。"
未来的挑战和风险
SHINE 并不保证一定能在崎岖不平的医用同位素市场取得成功。但现在看来，这是一个令人振奋的工作场所。1 号楼给人一种温馨、略显杂乱的车库感觉，工程师们下班后可能会在这里闲逛。"SHINE的首席技术官罗斯-拉德尔（Ross Radel）说："我经常把这里称为类固醇研究生院。
然而，SHINE 在隔壁建造的设施却给人一种不同的感觉，那就是大企业的感觉。具有讽刺意味的是，商业上的成功可能会威胁到皮费尔的最终目标，从而给 SHINE 带来压力，使其放弃核聚变发电的梦想，转而只生产同位素和赚钱。
SHINE 技术的起源
2006 年，Piefer 博士毕业后不久，在自己家中的一次聚会上，他萌生了 SHINE 技术背后的关键想法。在客人们尽情欢乐的时候，他开始探索这项技术。"他说："当时大家都在喝酒，我就在笔记本电脑上工作。
皮弗一直在思考他博士研究中的一个问题。他一直在探索一种被称为惯性静电约束聚变的古老方案，在这种方案中，一个由带负电荷的电极组成的小球位于一个由带正电荷的电极组成的大球的中心。注入氘气，将电压调高到 200 千伏，电场就会从一些原子上扯下电子，产生氘核，并将它们加速推向装置中心。在那里，它们会发生碰撞并熔化。
只是效果不佳。皮费尔回忆说，确实发生了一些核聚变，但主要是在冲入的离子与腔体内残留的氘分子碰撞时发生的。碰撞率会随着残留气体量的增加而上升。但气体也会减慢离子的速度，降低碰撞导致核聚变的几率。"皮弗说："我意识到，我们进行核聚变的效率太低了。
在他的朋友们狂欢的时候，他看到了一种可以大大提高核聚变速率的方法：将离子加速与气体分子碰撞分离开来。皮弗快速计算了一些数字，发现 "在这里加速，在那里碰撞 "的方法可以将核聚变速率提高 10 万倍。他欣喜若狂。"我花了整个教育生涯来研究核聚变，却认为它没什么用。突然间，数学说，'实际上，你今天就可以把它工业化'"。
SHINE 的商界之旅
Piefer 立即开始思考如何让这一方案发挥作用。他认为论文导师杰拉尔德-库尔辛斯基（Gerald Kulcinski）强调了近期应用。库尔钦斯基曾在 1971 年至 2014 年期间负责管理华大现已解散的聚变技术研究所，他认为皮费尔与生俱来的实践能力功不可没。"库尔辛斯基说："他不是一个典型的学生，不喜欢对某些现象进行理论推导。"他更感兴趣的是你能用它做些什么。
一年前，皮弗开始涉足商界，当时他成立了一家名为 "凤凰 "的公司，探索利用核聚变产生的中子来寻找地雷。现在，他看到了产生更多中子的方法，于是他转向了中子成像，这通常是在小型反应堆中进行的。X 射线无法窥视金属部件，因为金属的自由电子会阻挡 X 射线。然而，中子可以穿过电子，并从原子核上弹回。它们可以探测喷气发动机涡轮叶片等部件，以发现缺陷或确定物体的元素组成。
成就和未来计划
2014 年，菲尼克斯公司向一家生产核反应堆监控系统的英国公司出售了其首批成像源。这些设备将一束氘核射向一个掺有氘的固体目标。2018 年，在通用电气日立决定关闭北美唯一的商用成像反应堆后，菲尼克斯与通用电气日立核能公司签署了一项协议，测试核燃料棒，以确保它们含有正确比例的裂变铀-235 和惰性铀-238。SHINE 在威斯康星州菲奇堡附近的一家工厂为包括美国军方在内的客户提供成像服务。
就在这项业务萌芽之时，皮弗也在计划下一步行动。2009 年，美国国家研究委员会（National Research Council）和能源部（DOE）顾问小组的报告都警告说，美国用于医疗用途的放射性同位素供应十分脆弱。他们特别提到了钼-99，即钼-99，这是最常见的医用同位素，用于观察心脏等器官。(在医院里，钼-99 会衰变成寿命很短的锝-99m）。医生注射锝后，利用锝发射的伽马射线形成图像）。在美国，每天有 4 万例手术依赖于钼-99，而钼-99 是由其他国家的研究反应堆制造的。
两年前，加拿大乔克河实验室反应堆长期关闭，切断了全球三分之二的钼-99供应，导致钼-99价格飙升。美国已经在寻找新的来源，因为制造钼-99 的反应堆正在燃烧高浓缩铀（HEU），通常是 93% 铀-235，以产生必要的高中子通量。中子分裂高浓缩铀中的铀核，从而制造出钼-99。由于 HEU 可以制成炸弹，能源部国家核安全局（NNSA）寻求在美国制造 moly-99，而不使用 HEU。Piefer 响应号召，于 2010 年在凤凰城成立了 SHINE 公司，NNSA 最终为其提供了总计 $85 万美元的资金。(SHINE是 "亚临界混合强中子发射器"（Subcritical Hybrid Intense Neutron Emitter）的首字母缩写，于2021年并入凤凰城）。
结论
为了制造钼-99 和其他同位素，SHINE 研究人员必须增强他们的中子源。为了产生更多、能量更高的中子，他们用氚气取代了固体氘靶，而氚气具有放射性，因此需要特殊处理。更棘手的是，没有任何物理屏障可以将加速器的真空室与装有气体的圆柱体隔开，因为 80 毫安的氘束无论如何都会在其中熔出一个洞。相反，两者之间有一个 0.5 厘米宽的狭缝，其宽度足以防止气体泄漏到加速器中。泵会捕捉漏出的少量分子，并将它们送回目标。
SHINE 的同位素发生器利用了两种不同的核物理，一种用于产生中子，另一种用于将一个原子核转化为另一个原子核。这种创新方法将聚变和裂变过程结合起来，生产出了钼-99 和镥-177 等宝贵的医用同位素。
总之，SHINE Technologies 正在利用其独特的聚变技术彻底改变医用同位素市场，同时为未来核聚变动力的发展铺平道路。通过不断增强中子源和扩大生产能力，欣兴有望在医疗和能源领域实现重大突破。
在 AHB 实验室我们不仅是多肽合成领域的领导者，也是生物技术探索领域的先驱。正如 SHINE Technologies 通过先进的同位素生产和核聚变发电技术彻底改变了癌症治疗和清洁能源一样，AHB Lab 在多肽领域也体现了这种创新精神。我们的承诺不仅仅是掌握肽的生产技术，我们还深入研究肽结构和功能的分子奥秘，推动开创性的健康解决方案。我们与最新的科学研究和技术进步保持一致，引领发展，加深我们对多肽的理解，为革命性的生物技术应用铺平道路。加入我们的行列，与我们一起追求卓越和创新，塑造生物技术的未来。
