- General Fusion 在 Lawson Machine 26 中达到超过 1 keV 的电子温度。
- 该公司采用磁化目标聚变技术，无需超导磁铁或高功率激光。
- 工程师与英国原子能署合作，克服测量等离子体温度的挑战。
- 这一突破将推进商业核聚变能源的发展，并可能在未来建造试点工厂。
科学家们已将困住的等离子体加热至超过 1,200 万摄氏度（2,160 万华氏度）。这一里程碑跨越了商业核聚变能源的一个关键门槛。这一基准由加拿大科技公司 General Fusion 在其实验原型 Lawson Machine 26（LM26）内达成。该装置在达到峰值压缩之前，电子温度达到 1.1 千电子伏特（keV）。在核聚变物理学中，超过 1 keV 是一个国际公认的里程碑。
全球只有少数实验反应堆曾经达到此标准。“General Fusion 在磁化目标聚变领域拥有二十年的行业首创里程碑的记录，并得到大量同行评审的科学文献支持，”General Fusion 首席执行官 Greg Twinney 表示。“我们建立 LM26 是为了实现重要的技术里程碑，这将帮助我们在下个十年内建立首个同类型工厂，并逐步推进这一道路。”
实现核聚变的新机械方法
General Fusion 的创新技术
截至目前，每个达到这一标准的实验室均使用了大型超导磁铁或高功率激光。General Fusion 采取了不同的路径。它使用一种称为磁化目标聚变（MTF）的机械方法。这是历史上第一台使用低速物理压缩来达到这一温度的设备。大多数现代核聚变项目依赖于极端条件。有些以巨大的激光在燃料颗粒上发射几纳秒，其他则将等离子体困在复杂的磁性笼中。相反，General Fusion 将磁性约束的等离子体注入一个腔室，并利用收缩的固体金属壁在几毫秒内进行压缩。
燃料的机械压缩避免了使用稀有、脆弱材料的需要。商业工厂将使用循环的液态金属屏障。这一层能够吸收有害的中子辐射和强烈的热量。结果，工程师可以使用传统的工业金属来建造反应堆。
克服诊断挑战
克服技术挑战的合作
证明反应的温度需要精密的诊断设置。等离子体位于一个正在崩溃的金属衬套内。由于这一紧密的围栏，在不干扰反应的情况下测量核心是一个重大技术障碍。为了解决这个问题，工程师们与英国原子能署（UKAEA）合作。该英国国家实验室在 Culham 运营着旗舰核聚变设施。联合团队部署了汤姆森散射，这是一种金标准的诊断方法，通过等离子体照射激光束。通过测量光如何散射在高能粒子上，研究人员可以高精度地计算温度。
诊断硬件依赖于在 Culham 的诊断创新卓越中心建造的自定义多色仪。测试数据现在已在公司的门户上发布，并提交至学术期刊进行同行评审。
国际核聚变的竞赛
应对全球电力需求
这一突破正值国际间竞相提供无限、低碳电力的时刻，以应对面临空前需求的电网。这家位于温哥华的公司得到加拿大战略应对基金的支持，并由美国公司 General Atomics 提供建议。技术人员已经开始对 LM26 机器进行改造。工程师们目前正在提升该装置的压缩系统，以目标达到 10 keV，或约 1 亿摄氏度。这一里程碑将有助于满足劳森标准。这一热量、密度和约束时间的平衡对于产生净电力是必需的。
如果这些工程里程碑能够达成，General Fusion 预计将在 2035 年左右建造其第一个运营电网试点工厂。
项目 规格 达到的温度 超过 1,200 万摄氏度 电子温度 1.1 keV 目标压缩系统 10 keV
商业核聚变能源的未来展望
General Fusion 的突破性进展标志着核聚变技术的重大进步，尤其是在无需传统高成本设备的情况下实现高温等离子体。这不仅显示了该公司在技术创新方面的潜力，也反映出全球对于可持续能源的迫切需求。随着对 LM26 的改造和未来的试点工厂计划，这将可能成为核聚变商业化的重要一步，对于解决能源危机和减少碳排放具有深远的意义。