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导语
美国能源部高级研究计划署—能源(ARPA-E)官网显示，氢硼聚变项目“Economical Proton-Boron11 Fusion”于2026年9月16日状态转为“Cancelled”，金额247.5万美元，项目负责人为普林斯顿大学教授Nathaniel Fisch，取消原因未公开。
但项目负责人Fisch的态度是：“我们花了数年时间去推翻我们自己的概念，因为如果我们拼尽全力仍然失败，那就说明我们走在正确的路上。”项目中有四名核心成员如今创立了新公司Borealis Fusion，于10月15日完成600万美元种子轮融资，继续推进同一技术路线。
对氢硼聚变而言，这是一个积极的信号。下面我们走近这段研究旅程，以及这家公司。
下图：普林斯顿氢硼聚变研究时间线：2022年3月至2026年10月。四个蓝色节点为主线事件:立项、研究阶段、项目再获资助、Borealis Fusion种子轮。灰色节点为2026年9月16日ARPA-E项目状态转为"Cancelled"，原因未公开。
信息据ARPA-E、PPPL公告及Borealis Fusion官网整理，《核聚变商业化》作图
一、一项从理论出发的高风险研究
2022年4月，普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）报道，Nathaniel Fisch团队获得ARPA-E资助，研究一种不同于主流氘氚聚变的方案：利用氢硼发生聚变。
下图：Nathaniel Fisch教授
PPPL学术事务副主任，普林斯顿大学天体物理系教授、等离子体物理项目主任。美国物理学会会士，前古根海姆学者。
曾获劳伦斯奖（EO Lawrence Award）、美国物理学会麦克斯韦奖、APS等离子体物理杰出成就奖、欧洲物理学会汉斯·阿尔芬奖，以及美国能源部优秀导师铜质奖章。
图片来源 普林斯顿大学传播部
p-B¹¹的主要聚变反应产物是三个氦核，不像D-T反应那样将大部分能量释放为高能中子。这有望减少中子造成的材料损伤，以及氚增殖、屏蔽和远程维护等系统负担。
下图：p-B¹¹反应原理示意，p+¹¹B→3 ×⁴He+ 8.7MeV
图片来源：alpharing
但代价是更严苛的等离子体条件。 p-B¹¹需要很高的离子温度，电子与硼核碰撞产生的轫致辐射又可能带走大量能量，成为维持聚变反应的主要障碍之一。
Fisch在2022年的报道中写道
相比更容易实现的氘氚反应，"一个需要更高温度的反应被认为基本不可能实现"，加之高温电子产生的X射线会带走超过聚变反应本身的能量，"出于充分的理由，p-B¹¹早被排除在经济聚变发电的现实可能性之外"。文中也提到，他在研究生阶段曾被教导p-B¹¹反应不可能实用，虽然它是"真正清洁、真正丰沛的聚变能"。
但他也给出了继续研究的理由："只要我们不违反热力学的基本定律——而我们会非常接近这条线！——我认为我们有义务充分探索p-B¹¹聚变的潜力上限。"
下图：Nat Fisch位于左二。他带领的研究团队包括两位博士后——Ian Ochs(右一)和 Elijah Kolmes(中间)，均为普林斯顿大学2022届博士；及两位研究生——Mikhail Mlodik(右二)和Tal Rubin(左一)。
摄影：Denise Applewhite，图片来源 普林斯顿大学传播部
Fisch团队提出的思路，是利用旋转等离子体中不同粒子的质量差异，使较轻的质子处于更热的区域，同时尽可能让较重的硼离子保持相对较低的温度。这样既希望维持足够的聚变反应率，也希望降低辐射损失。
二、四年间，理论工作推进到了哪里？
自2022年项目启动，这个团队围绕p-B¹¹的可行性持续发表理论论文，四年间累计数十篇，涉及旋转约束、能量转移、辐射损失等多个方向。小编从中挑了几篇：
Alpha通道化：
把聚变产物的能量定向给质子
2022年，Ian Ochs、Elijah Kolmes、Mikhail Mlodik、Tal Rubin与Nathaniel Fisch发表了关于Alpha通道化的研究，探索如何通过波与粒子的相互作用重新分配能量，把聚变产物的能量定向交给质子，从而降低等离子体的能量约束要求。
从"能否点火"到"能否净发电"
2024年，Ian Ochs与Nathaniel Fisch在Physics of Plasmas上发表研究，把分析从"能否点火"扩展到"能否净发电"。
结果显示，即便不追求点火，只要采用现代高效率热机，p-B¹¹反应堆所需的等离子体约束条件也可以明显放宽——论文称之为"湿木头锅炉式"反应堆，比点火反应堆容易设想得多。
氦灰的账：约束越好，性能反而可能越差
2025年，Ochs、Elijah Kolmes 与Fisch转而研究聚变产物"氦灰"的影响。p-B¹¹的主要产物是氦核，一旦在等离子体中积累，会抬高压力并加剧轫致辐射。
研究发现：如果氦灰排不出去，其停留时间与等离子体的能量约束时间相当，那么单纯提高约束时间反而会适得其反——越过某个点，反应堆性能不升反降。换言之，常规聚变工程中"把等离子体约束得更好"的直觉，在p-B¹¹上是有上限的。
用更轻的离子造出一道"反势垒"
2026年，Kolmes、Ochs与Fisch在Physical Review Letters提出，与其用离心势困住质子，不如在离心阱两端填充更轻的离子，构成一道对质子的"反势垒"——两者混合会让维持电中性的电势符号反转，从而把质子挡在聚变区外，和较重的硼离子分开。
总结来看：约束要求被不断压低，上限随后被发现，最后一步是去处理造成上限的那个物理机制。
这些成果共同指向一个判断——p-B¹¹的难点不能只用"温度太高"概括，粒子分布、能量交换、辐射损失、聚变产物排出和约束方式都可能影响最终的能量收支。
三、取消原因未公开，研究仍在继续
回到ARPA-E项目页面，“Economical Proton-Boron11 Fusion”标记取消的原因未公开。因此，目前无法判断这一状态是否代表提前终止、项目管理上的变化或其他原因，或认定研究因物理不可行而终止。
不过，与此同时，普林斯顿相关研究仍在继续。
2025年12月，普林斯顿研究部门在介绍潜在突破性研究的文章中再次提到Fisch团队的p-B¹¹方案，其中引用Fisch的表述称，该路线“需要把热力学第二定律弯折到接近极限”。
2026年5月12日，普林斯顿宣布Fisch领导的“Achieving economical proton-boron11 fusion”项目获得Schmidt Transformative Technology Fund支持，这是该基金当年度八个获奖项目之一。
四、从研究团队到新创公司Borealis
另一个值得关注的变化是2026年成立的Borealis Fusion。
图片来源：Borealis Fusion公开资料
根公开信息披露，Borealis Fusion五位创始人中有四位此前曾在普林斯顿参与由ARPA-E和美国能源部融合能源科学项目（DOE-FES）支持的p-B¹¹研究，包括Ian Ochs、Elijah Kolmes、Tal Rubin和Alex Glasser。
*大家可以在图1找到他们～ 😊
2026年10月15日，Borealis对外公布其技术路线，并宣布完成600万美元种子轮融资。投资方包括Astera、Breakthrough Energy Fellows、CRV等机构，以及Eli Dourado等个人投资者。其中Breakthrough Energy Fellows由比尔·盖茨创办，而Eli Dourado曾任Fusion Industry Association(FIA)主席。
该公司选择p-B¹¹作为燃料，目标是开发基于串列镜约束架构的聚变系统。理由是成本上的取舍：相比氘氚方案，p-B¹¹聚变不需要像氘氚堆那样增殖燃料氚，也不需要铺设专门生产燃料的包层，中子产出也远低于氘氚。
该公司提出的PRISM概念源自串列镜约束架构。其公开说明承认，氦灰管理、辐射抑制、燃料约束和等离子体加热等条件，尚未在电站所需的工况下被同时证明成立。其当前的工作重点是建模与实验设计。
下图：PRISM概念示意图
图片来源：Borealis Fusion公开资料
600万美元融资说明有投资者愿意支持该团队继续推进这一高风险方向，但却不能被视为技术可行性的证明。对于一条仍处于理论和建模阶段的路线，下一步更重要的是研究团队能否把关键假设转化为可测量、可重复的实验结果。
结束语：这条路还长，但方向清楚
回看这项研究，ARPA-E项目的取消原因尚未公开，p-B¹¹的关键物理问题也远未解决。
目前还没有实验数据能够支持或否定这套方案——ARPA-E项目结束前没有建成装置，Borealis Fusion也没有公开过实验结果。
正如Fisch在2025年接受普林斯顿官方采访时所说的那样："我们花了数年时间去推翻我们自己的概念，因为如果我们拼尽全力仍然失败，那就说明我们走在正确的路上。我们的近期策略是先把科学搞清楚，然后剩下的——技术、监管审批、市场风险——所有那些都会变得简单得多。"
参考阅读 📚
https://www.pppl.gov/news/2022/nat-fisch-receives-funding-%E2%80%98unlikely-fantastic%E2%80%99-clean-energy-technology
https://www.pppl.gov/people/nathaniel-fisch
https://research.princeton.edu/news/search-next-big-breakthrough-princeton-0
https://materials.princeton.edu/news/2026/eight-promising-projects-receive-schmidt-transformative-technology-fund-awards
https://w3.pppl.gov/~fisch/fischpapers/2026/Kolmes.IonMix.PRL2026.pdf
https://arxiv.org/abs/2210.08076
https://pubs.aip.org/aip/pop/article/32/5/052506/3347125/Preventing-ash-from-poisoning-proton-boron-11
https://alpharing.com/
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