太平洋聚变实现低成本惯性约束聚变突破

太平洋聚变团队成员在Sandia美国国家实验室的Z脉冲功率设施前合影。(图片来源：太平洋聚变)

总部位于加利福尼亚的太平洋聚变公司与Sandia美国国家实验室合作，报告称通过采用比先前更简单、成本更低的方法实现脉冲驱动惯性约束聚变(ICF)，"消除了大规模实用聚变能的一个重大障碍"。

在Sandia位于新墨西哥州Albuquerque的Z脉冲功率设施测试该方法后，该团队表示："我们成功展示了一系列新型靶概念……这些靶成本低廉且无需外部磁线圈。相反，这些由塑料和铝制成的简单靶能够产生自身的内部磁场，用于预磁化聚变燃料。预磁化对于脉冲驱动惯性聚变能是可取的，因为它有助于将热量困在聚变燃料中，使其更容易点燃。"

推进2022年里程碑：ICF利用激光脉冲或电流脉冲使聚变燃料靶内爆，该方法于2022年12月在Lawrence Livermore美国国家实验室的国家点火装置首次得到验证。尽管这一里程碑证明聚变点火可以实现，但高成本和不实用性仍是挑战。这是因为聚变靶及相关硬件(如传统MagLIF技术中使用的大型外部磁线圈)在每次激光或电脉冲(或称"发次")中都会被摧毁。换句话说，根据太平洋聚变的说法，"被摧毁部件的成本远远超过每次发次释放的能量价值。"

一种脉冲驱动的ICF系统，其中聚变燃料靶可以在触发大型电脉冲驱动聚变反应前进行预磁化——但无需使用昂贵的外部磁线圈——可能是一种具有成本效益的替代方案。太平洋聚变-Sandia团队展示了一种技术，"与传统设计相比，显著简化了整个靶室架构，使我们能够构建满足经济可行聚变能标准的系统。"

进一步目标：研究团队计划通过探索不同的金属导体和绝缘材料(如陶瓷)来继续这项工作，以进一步改善实验结果。他们还希望进一步简化流程，不仅消除外部预磁化的需求，还消除激光预热的必要性，这在传统的MagLIF方法中增加了复杂性。

该团队的主要目标是利用太平洋聚变计划在Albuquerque建设的研究与制造园区继续研究，并"在2030年代中期交付美国首个商业聚变系统，然后迅速转向可负担聚变能的规模化部署"。该公司去年8月报告称，计划到2030年通过示范系统实现净设施增益——输出聚变能超过系统存储的所有能量。