- 脈衝功率原型機 Sirius 完成超過 3,000 次測試，標誌重要里程碑。
- 測試驗證系統在重複射擊中的可靠性，增強技術信心。
- 脈衝功率系統支持高能量密度物理實驗及國家安全。
- 太平洋融合計劃建設更大型脈衝功率平台以滿足需求。
在洛倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）開發的脈衝功率原型機完成了超過 3,000 次測試，這標誌著太平洋融合（Pacific Fusion）在未來融合能源系統技術擴展方面的重要里程碑。該原型機名為 Sirius，是在 LLNL 與太平洋融合的合作研究與開發協議下建造的。它使用了一種阻抗匹配的馬克斯發電機（IMG），這是一種旨在高效且重複地輸出短暫高功率電脈衝的脈衝功率架構。
測試結果增強技術信心
根據該公司的説法，測試活動驗證了系統在數千次重複射擊中的可靠性，同時產生的性能數據已經用於設計更大型的脈衝功率系統。太平洋融合表示，這一里程碑增強了對該技術的信心，該公司正致力於在 2030 年之前建造一個能夠實現淨設施增益的融合系統。此外，該公司計劃在今年夏季稍晚時開始在新墨西哥州阿爾伯克基建設其示範系統。
脈衝功率系統會短暫儲存電能，然後以約 100 納秒的強烈脈衝釋放。這些脈衝創造了壓縮融合燃料所需的極端條件，同時也支持高能量密度物理實驗，用於材料研究、放射性同位素生產及國家安全。與傳統的馬克斯發電機通過多個脈衝壓縮階段堆疊電壓不同，阻抗匹配的馬克斯發電機通過平行充電電容器來堆疊電波，然後在精確的時間階段內將其釋放到共同的傳輸線上。該公司表示，四階段的 Sirius 原型在 100 納秒脈衝中向電阻負載輸送了 60 吉瓦的功率，並達到了 95% 的能量效率。
LLNL 的研究人員還強調，該設計的架構相比傳統脈衝功率機器更為簡單，後者通常需要多個脈衝壓縮階段，這增加了複雜性和維護需求。
脈衝功率系統的應用
3,000 次射擊的活動主要評估了組件的壽命和長期可靠性，產生的操作數據幫助太平洋融合設計了更大型的脈衝功率平台。太平洋融合的聯合創始人及首席技術官 Keith LeChien 表示：「這是一個政府與產業合作所能實現的具體例子，當雙方都全力以赴時，便能達成這樣的成就。我們正在將實驗室的創新迅速轉化，建造並擴展滿足美國需求的系統。結果是在這十年內實現高產量、高增益融合的可信機會。」
太平洋融合表示，它在 6 月推出的新原型中將 Sirius 平台擴展了約 11 倍。根據該公司的説法，該系統在 80 納秒脈衝中輸出了約 440 吉瓦的峯值功率和 110 萬伏特，成為迄今為止展示的最高功率單步脈衝功率驅動器。該公司目前正在開發一個約為 Sirius 大小的 40 倍的系統，並已籌集了超過 10 億美元的私人資金，表示其計劃中的示範系統旨在產生超過 100 兆焦耳的融合脈衝，同時實現淨設施增益，這意味著所產生的融合能量超過了驅動反應所需的儲存能量。
LeChien 表示：「中國正在積極建設下一代融合基礎設施，投入數十億資金於新設施。美國發明瞭許多使這一時刻成為可能的突破，但要贏得這場競賽，我們必須建設。」
美國在融合能源競賽中的挑戰
隨著中國在融合基礎設施上投入大量資金，美國必須加速其技術發展與應用。太平洋融合的脈衝功率原型機的成功測試，顯示出美國在融合能源技術上的潛力。這不僅是科學研究的突破，也是國家安全與能源自主的重要一步。未來的發展將取決於美國在該領域的持續投資與創新，確保能在全球競爭中保持領先地位。