硅谷初创称用核聚变把汞变成黄金，目标年产两吨

“点石成金”，曾是炼金术士们延续上千年的梦想。从中世纪的炼金炉到现代化学实验室，人们尝试过各种方法，却始终无法通过化学反应改变一种元素的身份。

当许多公司仍在为稳定约束等离子体、提高能量增益而努力时，一家成立仅三年的旧金山初创公司却宣布，自己已经把汞变成了黄金。

10 月 21 日，美国初创公司 Marathon Fusion 在社交平台上发布视频，称团队在 9 月利用聚变中子，将汞转化成了稳定黄金，产率达到欧洲核子研究组织（CERN）2025 年纪录的 10 倍。同时，公司还宣布完成高性能等离子体离心机的同位素富集实验，并正在旧金山建设一套新的聚变反应装置。

不过，制造黄金只是 Marathon Fusion 商业计划的一部分。除了这种贵金属，公司还希望利用核聚变技术生产癌症诊断和治疗所需的医用放射性同位素，并为未来的聚变电站提供燃料。

图｜Marathon Fusion 公司的实验设备。（来源：Marathon Fusion）

现代“炼金术”是怎么实现的？

Marathon Fusion 的“炼金术”，关键在于改变原子核的结构。

黄金和汞在元素周期表上相邻，黄金的原子核有 79 个质子，汞则有 80 个。普通化学反应无法改变质子数量，但核反应可以做到这一点，让一种元素转变成另一种元素。

2025 年 7 月，Marathon Fusion 首席技术官 Adam Rutkowski 与团队发表了一篇技术预印本，提出利用高能中子轰击汞-198，使其转化为不稳定的汞-197，再通过放射性衰变生成稳定的金-197。

（来源：Marathon Fusion）

团队希望将这一过程融入未来的核聚变电站。

目前，主流聚变技术路线之一是让氘和氚发生核聚变反应。由于氚在自然界中十分稀少，聚变电站需要利用反应产生的中子制造新的氚。而团队发现，汞参与核反应时，还能增加可利用的中子数量。

因此，他们设想在聚变电站的特定区域放置汞，利用聚变产生的高能中子，在维持燃料循环的同时持续生产黄金。

按照论文中的计算机模拟，一套经过专门设计的聚变电站，每吉瓦热功率每年理论上可以生产约两吨黄金。

实际上，人类利用核反应制造黄金，已经有过先例。2025 年 5 月，欧洲核子研究组织（CERN）宣布，利用世界上最大的粒子加速器——大型强子对撞机，成功将铅原子核转化为金原子核。

其原理与 Marathon Fusion 有所不同。当高速运动的铅原子核近距离掠过时，强电磁场能够使铅核失去部分质子，从而变成金核。

不过，CERN 在 2015 年至 2018 年间产生的黄金总质量只有 29 皮克（约 0.000000000029 克），而且这些金核存在的时间极短。

相比之下，Marathon Fusion 希望借助核聚变电站持续产生的中子，将黄金生产扩大到工业规模。

因此，尽管 Marathon Fusion 宣称产能高出 CERN 十倍，两者的产量不能简单比较。Marathon Fusion 目前尚未公布此次实验制造了多少黄金，也没有解释“十倍”的具体计算标准。现阶段的实验结果究竟能否支持未来每年两吨的生产设想，仍需要进一步验证。

从 SpaceX 工程师到聚变创业，为什么盯上燃料循环？

Marathon Fusion 成立于 2023 年，团队拥有航天工程、等离子体物理和科技政策等不同领域的背景。

首席技术官 Adam Rutkowski 曾在 SpaceX 工作，并有普林斯顿大学等离子体物理研究经历；首席执行官 Kyle Schiller 此前在 Schmidt Futures 从事科技政策相关工作；首席科学家 Jason Parisi 则具有牛津大学及普林斯顿等离子体物理实验室的研究背景。

图｜Adam Rutkowski（来源：Marathon Fusion）

与直接建造商业聚变电站的公司不同，Marathon Fusion 最初选择从燃料供应入手，重点解决氚的回收利用和锂 -6 的富集问题。

其中，锂 -6 是未来聚变电站生产氚的重要原料，而氚的储量与供应能力，又直接关系到聚变电站能否长期运行。

为此，公司开发了一种等离子体离心技术，利用不同同位素之间的质量差异，将它们从混合物中分离出来。

2026 年 8 月，Marathon Fusion 公布了锂和氢同位素富集的初步进展。据《Heatmap News》报道，其中锂 -6 的富集结果已获得外部机构验证，但氢同位素分离尚未获得同等级别的独立验证，团队当时也尚未直接使用放射性的氚进行实验。

如今，Marathon Fusion 还把目光投向了另一项业务：利用核聚变中子生产医用同位素。

公司正在旧金山建设的新装置，采用束流打靶式聚变方案。其原理是先将氘气转化为带电粒子，再利用电场加速，使其撞击含氚的固体靶材。氘与氚发生聚变后，便会释放高能中子。与需要利用磁场约束高温等离子体的托卡马克不同，这类装置将反应集中在很小的区域，目的是获得高密度的中子输出，而非直接向电网供电。

（来源：Marathon Fusion）

那么，谁需要这些中子？答案是核医学。

如今，部分癌症诊断和治疗方法需要使用特定的放射性同位素。例如，靶向放射性核素治疗可以将放射性物质与识别肿瘤的分子结合，让辐射更集中地作用于癌细胞。

然而，不少医用同位素的生产依赖核反应堆或专门的加速器设施，供应受到设备、成本和运输条件等限制。

Marathon Fusion 称，团队已利用聚变中子将锌转化为具有医学用途的放射性铜同位素，希望未来应用于癌症诊断和治疗。公司还在探索利用中子生产其他医用核素的方案，包括用于癌症靶向治疗的锕 -225。

此前，这条商业化路径已有先行者。美国 SHINE Technologies 长期开发利用聚变中子生产医用同位素的技术，其 Chrysalis 项目计划通过聚变中子驱动裂变反应，生产医学影像检查所需的钼 -99。

2026 年 4 月，美国能源部向该项目提供了最高 2.63 亿美元的有条件贷款承诺，支持设施继续建设。虽然项目尚未达到设计产能，但已显示出相关技术进入核医学市场的潜力。

相比之下，Marathon Fusion 仍处于更早的研发阶段。它希望将燃料富集、中子生产和核素制造结合起来，逐步建立自己的业务。

“炼金术”能否成为一门生意？

尽管 Marathon Fusion 展示了新的实验进展，要真正把黄金生产变成一门生意，仍有不少难题。

首先是原料。自然界的汞包含多种同位素，适合论文所述反应路径的是汞 -198。要实现大规模生产，就需要获得足够多的高丰度汞 -198，而同位素富集本身便会增加成本。然后是安全与产物处理。汞具有毒性，高能中子也可能使设备材料产生放射性核素。即使最终得到稳定的金 -197，辐照后的产物仍需要经过分离、纯化和放射性检测。

论文还讨论了伴生放射性核素的冷却问题。在部分假设条件下，产物可能需要经过多年，才能达到较严格的放射性水平要求。

更重要的是，公司提出的大规模产金方案，依赖尚未建成的吉瓦级商业聚变电站。即便暂时不考虑黄金，中子生产本身也要算清经济账。加速粒子需要消耗电力，靶材料要承受持续轰击和发热，氚的装载、回收与更换也需要额外投入。

因此，Marathon Fusion 目前距离真正实现商业化生产还有很长的路要走。它接下来需要证明的，是能否以可接受的成本持续生产中子，并将其转化为客户需要的产品。

黄金或许仍会是它最吸引眼球的故事。但能否把原子核变成金，与能否靠它赚钱，终究是两回事。

信息来源：

https://x.com/MarathonFusion/status/2113001073019662481?.com

https://www.marathonfusion.com/about/?.com

https://www.marathonfusion.com/beam-driven-fusion/?.com

https://arxiv.org/abs/2507.13461?.com

https://home.cern/alice-detects-conversion-lead-gold-lhc/?.com

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注：封面/首图由 AI 辅助生成