CFS加入英国锂增殖氚创新计划

英国原子能管理局已指定美国私营聚变公司Commonwealth Fusion Systems为首家加入其旗舰锂增殖氚创新计划的国际公司。

未来的聚变电站将依赖两种氢同位素——氘和氚——来产生能量。氘可轻易从海水中提取。然而，氚的供应稀缺，因此必须开发可持续生产氚的方法。为应对这一挑战，氚必须在环绕聚变反应的含锂覆盖层中产生（或“增殖”）。该“增殖覆盖层”将执行多项任务：产生氚；吸收热量；并充当辐射屏蔽层。通过确保为聚变装置的运行持续供应氚，增殖覆盖层可实现自持燃料循环。

2025年1月，英国政府宣布投资4.1亿英镑（5.43亿美元）以加速聚变能源的开发。这笔由英国能源安全和净零碳排放部宣布的资金将在2025至2026年间支持英国聚变能源行业的发展，投资于科学家、工程师、焊工和项目经理进入该行业所需的技能。这项新投资包括锂增殖氚创新计划——一项2.2亿英镑的倡议，专注于通过国际合作推进聚变燃料创新并提升整体行业能力。

该计划正在英国原子能管理局位于英格兰Oxfordshire的Culham园区建设一座同类首创的技术设施，该设施将使行业合作伙伴能够在代表全尺寸装置的聚变环境中开发和验证其覆盖层技术。作为此项工作的一部分，英国原子能管理局已从美国Wisconsin州Janesville的SHINE Technologies公司采购了一套14兆电子伏特氘氚聚变系统，为锂增殖氚创新计划提供高通量中子源。

英国原子能管理局现已宣布，Commonwealth Fusion Systems（CFS）是首家加入锂增殖氚创新计划的国际公司。CFS于2018年从麻省理工学院分拆成立，目前正在其位于Massachusetts州Devens的总部建造SPARC原型聚变装置。该装置被描述为一台紧凑、高场强、净聚变能量装置，其尺寸与现有中型聚变装置相当，但磁场强度要高得多。这个甜甜圈形状的装置将使用强大的电磁体来创造聚变能量所需的合适条件，包括超过1亿摄氏度的内部温度。预计它将产生50至100兆瓦的聚变功率，实现大于10的聚变增益。CFS预计在2030年代初期从其位于Virginia的首座聚变电站发电。

CFS与英国原子能管理局将共同合作，设计实验装置，制定测试方案，并在锂增殖氚创新设施开展实验。CFS将建造用于首批研究的测试件。

英国原子能管理局材料、覆盖层与研究执行总监兼锂增殖氚创新计划高级负责人Amanda Quadling表示：“欢迎CFS的加入是一个决定性时刻……他们的参与为我们自身的努力增添了动力，并加速了通往示范聚变电站规模技术的全球路径。”

Commonwealth Fusion Systems联合创始人兼首席科学官Brandon Sorbom表示，该计划的“专业测试能力将使我们能够展示净氚生产，并增强我们对ARC覆盖层系统设计的信心。通过这次合作，CFS将获得直接代表我们商业聚变电站的覆盖层系统工程和建造的实践经验。我们很高兴能作为早期用户与英国原子能管理局及锂增殖氚创新计划团队合作。”

Commonwealth Fusion Systems燃料循环与覆盖层技术总监Heena Mutha补充道：“对于聚变行业而言，这是一个令人难以置信的时刻，我们正在建设在聚变相关环境中研究覆盖层性能的能力。”