(圖片來源：General Fusion)

加拿大通用聚變公司在《核聚變》雜志上發(fā)表了同行評議的科學(xué)成果，證實了其利用磁化靶聚變 (MTF) 技術(shù)在等離子體壓縮方面取得了創(chuàng)紀(jì)錄的成就。結(jié)果證實，在該公司的等離子體壓縮科學(xué) (PCS) 實驗系列中，它通過壓縮 MTF 方法所需的球形托卡馬克配置中的等離子體產(chǎn)生了顯著的聚變中子產(chǎn)量。

在這種方法中，核聚變?nèi)萜髦械膶Ｓ幸簯B(tài)金屬襯套由高功率活塞進行機械壓縮。這使得可以在短脈沖中創(chuàng)造核聚變條件，而不是產(chǎn)生持續(xù)反應(yīng)，同時保護機器的容器、提取熱量并重新生成燃料。該技術(shù)旨在擴大成本效益高的發(fā)電廠。它不需要大型超導(dǎo)磁體或昂貴的激光器陣列。

最新測試證明了該公司使用金屬襯套形成和壓縮等離子體的技術(shù)的有效性，為該公司的大規(guī)模聚變示范——勞森機 26 (LM26) 奠定了基礎(chǔ)。LM26 將于 2025 年初開始綜合運行，目標(biāo)是在未來兩年內(nèi)實現(xiàn) 1 keV、然后是 10 keV(聚變條件超過 1 億攝氏度)的關(guān)鍵里程碑，并最終實現(xiàn)科學(xué)盈虧平衡當(dāng)量(100% 勞森標(biāo)準(zhǔn))。

在 PCS 實驗中，通用聚變公司的高性能等離子體保持穩(wěn)定并維持磁通量，同時聚變中子產(chǎn)額大幅增加。實驗結(jié)果表明，球形托卡馬克等離子體的顯著體積壓縮是可行的，降低了 LM26 的風(fēng)險，這將大規(guī)模壓縮等離子體以實現(xiàn)更高的聚變產(chǎn)額。

中子產(chǎn)量顯著增加，在一次壓縮過程中每秒超過 600m 個中子。在壓縮過程中，等離子體的密度比開始時高出約 190 倍，這與等離子體粒子約束時間明顯長于壓縮時間相一致。由于壓縮作用，為熱等離子體提供強大約束的磁場強度提高了 13 倍以上。等離子體加熱的測量結(jié)果與實驗規(guī)模的預(yù)期速率非常吻合，在壓縮過程中離子溫度略有上升至約 0.63 keV。

“在我們的 PCS 系列中，通用聚變公司是世界上第一個使用塌縮金屬襯套壓縮球形托卡馬克等離子體的公司，現(xiàn)在我們很高興能夠在同行評議的出版物中分享我們通過這次實驗活動展示 MTF 聚變所取得的成果，”通用聚變公司創(chuàng)始人兼首席科學(xué)官 Michel Laberge 博士說道。“現(xiàn)在，我們正通過 LM26 接近突破性里程碑。我們的實用方法可以轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟的發(fā)電廠，使我們在 2030 年代初期至中期走上電網(wǎng)發(fā)電的道路。”

“我們已經(jīng)證明了使用 MTF 方法實現(xiàn)穩(wěn)定聚變過程的可行性，為我們開創(chuàng)性的 LM26 奠定了基礎(chǔ)，”通用聚變公司技術(shù)開發(fā)高級副總裁 Mike Donaldson 說道。“通過我們的 PCS 系列，我們還在等離子系統(tǒng)、材料、涂層和診斷方面取得了重大進展?，F(xiàn)在我們已準(zhǔn)備好邁出下一步——使用 LM26 大規(guī)模展示聚變和顯著加熱。”

LM26 聚變演示機有望在未來 24 個月內(nèi)實現(xiàn)變革性技術(shù)里程碑 - 2025 年上半年達到 1 keV，然后達到 10 keV，并最終在 2026 年實現(xiàn)科學(xué)盈虧平衡當(dāng)量(100% 勞森標(biāo)準(zhǔn))。其成果將大大降低該公司商業(yè)規(guī)模機器的風(fēng)險，快速推進其在 2030 年代初至中期向電網(wǎng)提供商業(yè)聚變能源的道路。