ORNL向Type One Energy授权聚变加料技术

美国能源部Oak Ridge国家实验室已向聚变能源开发商Type One Energy授权一套低温芯块加料技术，推动高性能聚变等离子体运行的关键能力取得进展。

该协议明确了四项ORNL发明的使用，这些发明支持低温芯块加料系统的设计和运行。低温芯块加料在仅比绝对零度高几度的温度下形成固态氢芯块，并将其高速注入聚变等离子体。ORNL表示，该方法比气体注入等其他方法更有效地为等离子体芯部加料，并有助于改善等离子体性能。

据ORNL称，授权技术通过提供一种新型挤压系统，能够以适合反应堆运行的速率生产芯块，从而解决燃料性能、包容和再循环方面的挑战。该系统有望高效、安全地提供灵活连续的等离子体加料。

以氘和氚为燃料的聚变反应堆必须连续补充加料，以替换在反应中消耗以及从约束磁场中损失的离子。ORNL表示：“虽然氘相对丰富，可以用常规设备处理，但氚的稀缺性和放射性给后处理和包容带来了独特挑战，而且目前没有芯块注入器能够以所需速率生产芯块。”

授权技术包括：一种与氚兼容的低温芯块气枪（可最大限度减少应力导致的故障，确保在聚变环境中长期可靠运行）；一种用于等离子体能量芯块注入的与氚兼容的低温螺旋挤压机（用于在连续芯块生产过程中保持密封包容）；一种用于低温聚变燃料的压力释放装置（提供超压保护）；以及一种用于低温挤压再循环的固相输送单相变方法（用于创建更高效的闭式加料流程）。

ORNL表示：“这些技术共同构成了实验室在聚变加料科学领域长期领导地位的关键部分，并将在下一代聚变装置中高性能等离子体的创建中发挥重要作用。”

Type One Energy总部位于田纳西州Oak Ridge，此前已与ORNL在多项重大技术合作中开展协作，包括最近宣布的高热流密度试验设施以及创新聚变能网络（INFUSE）计划中的一个联合项目。

ORNL主任Stephen Streiffer表示：“Type One Energy是推进聚变能源研究的重要合作伙伴。此次许可是我们合作关系中令人振奋的下一步，将我们的加料研究从实验室推向应用，我们期待看到这些技术为聚变能源的未来做出贡献。”

Type One Energy首席科学与工程官John Canik表示：“我们与Oak Ridge国家实验室的持续合作正在加速聚变能源的商业化。以高重复频率和高可靠性为聚变反应加料，是连续产生聚变电力最基本的技术之一。”

Type One Energy正在开发一种仿星器聚变反应堆，这与英国的欧洲联合环或法国正在建设的Iter装置等托卡马克聚变反应堆不同。托卡马克基于均匀的环形形状，而仿星器将该形状扭曲成8字形。这旨在规避托卡马克在约束等离子体的磁线圈在环形环外侧必然密度较低时可能面临的问题。

Type One Energy的Project Infinity项目——涵盖Infinity One原型装置和劳动力培训中心以及350 MWe的Infinity Two聚变电站——将在田纳西河流管理局的Bull Run厂址分几个阶段推进。该项目的第一阶段，即由Type One Energy运营的Infinity One部署，计划于2029年调试和启动。