- General Fusion 在 Lawson Machine 26 中達成超過 1 keV 的電子溫度。
- 該公司採用磁化目標融合技術，無需超導磁鐵或高功率鐳射。
- 工程師與英國原子能署合作，克服測量等離子體溫度的挑戰。
- 這一突破將推進商業核融合能源的發展，並可能在未來建造試點工廠。
科學家們已經將困住的等離子體加熱至超過 1,200 萬攝氏度（2,160 萬華氏度）。這一里程碑跨越了商業核融合能源的一個關鍵門檻。這一基準由加拿大科技公司 General Fusion 在其實驗原型 Lawson Machine 26（LM26）內達成。該裝置在達到峯值壓縮之前，電子溫度達到 1.1 千電子伏特（keV）。在核融合物理學中，超過 1 keV 是一個國際公認的里程碑。
全球只有少數實驗反應堆曾經達到此標準。“General Fusion 在磁化目標融合領域擁有二十年的行業首創里程碑的記錄，並得到大量同行評審的科學文獻支持，”General Fusion 首席執行官 Greg Twinney 表示。“我們建立 LM26 是為了實現重要的技術里程碑，這將幫助我們在下個十年內建立首個同類型工廠，並逐步推進這一道路。”
新機械方法來進行核融合
General Fusion 的創新技術
截至目前，每個達到這一標準的實驗室均使用了大型超導磁鐵或高功率鐳射。General Fusion 採取了不同的路徑。它使用一種稱為磁化目標融合（MTF）的機械方法。這是歷史上第一台使用低速物理壓縮來達到這一溫度的設備。大多數現代核融合項目依賴於極端條件。有些以巨大的鐳射在燃料顆粒上發射幾納秒，其他則將等離子體困在複雜的磁性籠中。相反，General Fusion 將磁性約束的等離子體注入一個腔室，並利用收縮的固體金屬壁在幾毫秒內進行壓縮。
燃料的機械壓縮避免了使用稀有、脆弱材料的需要。商業工廠將使用循環的液態金屬屏障。這一層能夠吸收有害的中子輻射和強烈的熱量。結果，工程師可以使用傳統的工業金屬來建造反應堆。
克服診斷挑戰
克服技術挑戰的合作
證明反應的溫度需要精密的診斷設置。等離子體位於一個正在崩潰的金屬襯套內。由於這一緊密的圍欄，在不幹擾反應的情況下測量核心是一個重大技術障礙。為瞭解決這個問題，工程師們與英國原子能署（UKAEA）合作。該英國國家實驗室在 Culham 運營著旗艦核融合設施。聯合團隊部署了湯姆森散射，這是一種金標準的診斷方法，通過等離子體照射鐳射束。通過測量光如何散射在高能粒子上，研究人員可以高精度地計算溫度。
診斷硬件依賴於在 Culham 的診斷創新卓越中心建造的自定義多色儀。測試數據現在已在公司的門戶上發布，並提交至學術期刊進行同行評審。
國際核融合的競賽
應對全球電力需求
這一突破正值國際間競相提供無限、低碳電力的時刻，以應對面臨空前需求的電網。這家位於溫哥華的公司得到了加拿大戰略應對基金的支持，並由美國公司 General Atomics 提供建議。技術人員已經開始對 LM26 機器進行改造。工程師們目前正在提升該裝置的壓縮系統，以目標達到 10 keV，或約 1 億攝氏度。這一里程碑將有助於滿足 Lawson 標準。這一熱量、密度和約束時間的平衡對於產生淨電力是必需的。
如果這些工程里程碑能夠達成，General Fusion 預計將在 2035 年左右建造其第一個運營電網試點工廠。
項目 規格 達到的溫度 超過 1,200 萬攝氏度 電子溫度 1.1 keV 目標壓縮系統 10 keV
商業核融合能源的未來展望
General Fusion 的突破性進展標誌著核融合技術的重大進步，尤其是在無需傳統高成本設備的情況下實現高溫等離子體。這不僅顯示了該公司在技術創新方面的潛力，也反映出全球對於可持續能源的迫切需求。隨著對 LM26 的改造和未來的試點工廠計劃，這將可能成為核融合商業化的重要一步，對於解決能源危機和減少碳排放具有深遠的意義。