- nT-Tao 引入 50 兆瓦脈衝電源系統以支持核聚變測試。
- 系統需精確控制以應對等離子體特性變化。
- 新系統可將功率負載分佈到 50 個模塊上。
- 該技術旨在推動核融合系統商業化進程。
緊湊核融合公司 nT-Tao 已將一個 50 兆瓦的脈衝電力子系統投入使用，該硬件為公司的 C3 原型機提供高能量脈衝，旨在測試密集等離子體環境中的磁約束。此次安裝標誌著邁向超越 1.5 百萬攝氏度的關鍵一步，這是該平台迄今記錄的最高熱基準。向離子化氣體注入大量電流會引發嚴重的電路不穩定性。在每次脈衝過程中，等離子體的內部電氣特性會在毫秒內發生波動，這些快速變化改變了等離子體和傳輸硬件的電阻抗。
nT-Tao 在新聞稿中指出：「電力的控制必須非常精確，因為系統和等離子體的電氣特性在每次脈衝期間迅速變化。」如果供電未能立即匹配這些變化，電共振將會失效，氣體會將能量反射回驅動電路。為了防止這種損失，nT-Tao 將 50 兆瓦單元與專有的實時非線性控制系統配對。
精確控制電力供應的重要性
控制器在脈衝期間跟蹤電路變化，並持續更新操作參數。這種主動調整保持了放電過程中的共振，確保在快速變化的條件下將最大能量傳輸到等離子體核心。首席技術官兼聯合創始人 Boaz Weinfeld 指出，產生 50 兆瓦的電力相對簡單，與實時協調 50 個獨立模塊的任務相比，主要的工程成就就在於強迫多個單元作為一個同步電路運作。這個物理電源擴展了公司的模塊化能源發電架構（Modular Energy Generator Architecture，簡稱 MEGA），該設置將功率負載分佈到 50 個稱為電力電子發電機（Power
Electronic Generators，簡稱 PEGs）的緊湊單元上，而不是依賴單一大型電源。每個 PEG 產生約 1 兆瓦的輸出。技術人員將這些發電機分組為十個並聯分支，每個分支上有五個並行連接的模塊。
完整的網絡在 50 赫茲至 2,000 赫茲之間的開關頻率下運行。nT-Tao 補充道：「這代表著相較於早期一代將 12 個 PEG 集成到大約 10 兆瓦系統中的約五倍增長。」使用 1 兆瓦模塊具有實際的製造和操作優勢。技術人員可以根據特定的電路要求以串聯或並聯的方式連接模塊。根據 Weinfeld 的說法，無法大規模生產的核融合系統將在商業上失敗。標準化、可重複的模塊保持物理佔地面積緊湊，並允許在不重新設計核心硬件的情況下增長產能。
推動核聚變商業化的策略
50 兆瓦的電力供應支持了一項更廣泛的策略，旨在將等離子體物理理論轉化為可行的緊湊反應器硬件。
該機器的組裝花費了兩個月，並於一月達到操作狀態，開始發射初始的等離子體脈衝。這一測試平台隨後進行了早期的實驗系列，C2-A 機器記錄的等離子體溫度約為 100 電子伏特，約為 10^6 攝氏度。通過將模塊化電力電子技術與高速非線性控制相結合，團隊已建立了推動等離子體超越早期里程碑以達到商業反應器溫度所需的電力驅動。「50 個 PEG 和實時控制器共同形成了旨在以精確控制的脈衝向等離子體提供大量能量的電力架構子系統，使 nT-Tao 更接近其邁向商業可行的緊湊核融合系統的下一個溫度里程碑。」
公司如此總結道。
項目 規格 系統功率 50 兆瓦 每個 PEG 輸出 約 1 兆瓦 開關頻率範圍 50-2,000 赫茲
模塊化電力系統的商業潛力
nT-Tao 的新型 50 兆瓦脈衝電源系統展示了模塊化設計在核聚變研究中的潛力。透過將功率分佈到多個獨立模塊，該系統不僅提高了能量輸出效率，還加強了對等離子體特性的適應能力。這種靈活性對於未來核融合技術的商業化至關重要，因為它能夠在不改變核心硬件的情況下，根據需求調整產能。隨著技術的進步，這種模塊化架構可能成為核聚變發電的主要解決方案。