- 京都融合技術在田納西州設立UNITY-3測試設施，解決氚燃料問題。
- 氚是核融合電廠所需的稀有氫同位素，需在鋰基外殼內培育。
- UNITY-3將測試培育毯技術，對未來核融合電廠進行風險評估。
- 該設施將生成高保真科學數據，支持AI-Fusion平台的發展。
日本公司京都融合技術(Kyoto Fusioneering)正在將其主要美國辦公室遷至東田納西。該公司與奧克里奇國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)合作，計劃建設一個名為 UNITY-3 的專門測試設施。該項目獲得美國能源部的資助，並受到田納西州核能供應鏈投資基金的支持。該項目的初步協議始於 2026 年 1 月。UNITY-3 的主要技術目標是解決核融合能源中的一項重大燃料問題。
該公司在新聞稿中解釋道：「核融合電廠以氚(tritium)為燃料，而氚是自然界中幾乎不存在的氫同位素，因此電廠必須在包裹融合反應的鋰基外殼內培育自己的燃料。」
氚燃料的培育技術挑戰
UNITY-3 通過在融合反應周圍放置一個包含鋰的外殼來實現這一點。這種外殼被稱為培育毯(breeding blanket)，其吸收反應中釋放的中子來產生新鮮的氚。然而，氚的培育技術仍然是核工程中發展最為滯後的領域之一。沒有有效的培育系統，商業核融合無法運行。UNITY-3 旨在在建設全面規模的發電廠之前，對這些系統進行測試和風險評估。
新設施配備了一個粒子加速器，能夠在廣泛的體積內產生高能核融合中子。研究人員將在這個中子環境中放置原型培育毯，以測量產生的氚量。他們還將追蹤中子在材料中的運動。這些物理測量將幫助工程師修正和改進用於設計未來核融合電廠的計算機代碼。目前，沒有其他設施能夠結合這種確切的源形狀、組件規模及深度測量能力。這種測試方法與美國更廣泛的能源計劃直接相關。能源部最近發布的核融合科學和技術路線圖中指出，培育毯測試是迫切的技術空白。
UNITY-3的科學數據應用
除了硬件測試外，UNITY-3 還將產生高保真科學數據。這些數據將被納入能源部的 Genesis Mission，特別用於幫助訓練人工智能模型，以支持 AI-Fusion 數字融合平台的發展。這些數字工具旨在模擬反應堆性能並加速工程時間表。該項目構成了京都融合技術整體測試策略的第三階段，名為 UNITY 計劃。該公司選擇在不同地點分開測試不同的物理過程，而不是一次性測試所有組件。
第一個設施，UNITY-1，位於日本京都，測試非核液金屬系統，專注於熱傳導、磁場中的液體流動和發電，並與愛達荷國家實驗室(Idaho National Laboratory)合作。第二個設施，UNITY-2，位於加拿大安大略省，與加拿大核實驗室(Canadian Nuclear Laboratories)及薩凡納河國家實驗室(Savannah River National Laboratory)合作，演示連續的氚燃料處理循環。
新聞稿總結道：「UNITY-3 增加了關鍵的融合-核維度——中子學、氚生產驗證及只能在真實的核融合-中子環境中測量的轉變效應。」
UNITY-3 作為一個開放設施運作，無論反應堆的具體等離子體設計如何，都能進行操作。多家核融合公司，包括 General Atomics、Realta Fusion、OpenStar Technologies、Thea Energy、Xcimer Energy 和 Type One Energy，均支持該項目，作為共同測試其設計的工具。京都融合技術選擇在東田納西落腳，獲得當地核能工作力、供應商及奧克里奇國家實驗室的研究人員的支持。
作為回報，該公司將日本的核融合硬件和製造能力直接引入當地的工業網絡。
UNITY-3對核融合技術的影響
京都融合技術的UNITY-3設施標誌著核融合研究的重要進展，尤其是在氚燃料的培育技術上。這項技術的發展對於商業核融合的可行性至關重要，因為氚的稀缺性使得其生產成為一大挑戰。通過在真實的核融合中子環境中進行測試，研究人員能夠獲得關鍵數據，這不僅有助於改進設計，還能加速核融合電廠的實現。此外，該設施的開放性和多方合作模式也促進了核融合領域的知識共享與技術創新。