近日，美國TAE科技公司(TAE Technologies, Inc.)的核聚變研究團隊與加州大學(xué)同事攜手，成功開(kāi)發(fā)出一種新型核聚變技術(shù)，相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然通訊》(Nature Communications)雜志。該公司聲稱(chēng)，該技術(shù)產(chǎn)生的功率是其他設計的100倍，運行成本卻僅為其他設計的一半。
機器配置演變：采用純中性束注入場(chǎng)反轉配置 (FRC) 生成的 Norm 配置(上)和采用 θ 箍縮 FRC 形成管的 Norman 配置(下)。圖片來(lái)源： 《自然通訊》 (2025)
過(guò)去幾十年間，全球科學(xué)家始終致力于探索利用聚變反應堆發(fā)電的途徑。盡管近年來(lái)取得了一定進(jìn)展，但受限于效率低下和成本高昂，利用聚變反應發(fā)電廠(chǎng)實(shí)現商業(yè)化發(fā)電可能仍需數年時(shí)間。此次加州研究團隊宣稱(chēng)，在解決效率與成本這兩大難題上取得了重大突破。
研究團隊的工作聚焦于改進(jìn)場(chǎng)反轉配置(FRC)這一磁約束技術(shù)。研究人員指出，實(shí)現聚變反應首先要產(chǎn)生等離子體，且等離子體必須得到有效控制。由于等離子體溫度極高，難以直接控制，只能借助磁場(chǎng)將其固定在適當位置。
目前，相關(guān)研究主要利用傳統技術(shù)在等離子體產(chǎn)生區域周?chē)纱艌?chǎng)，但這些技術(shù)會(huì )消耗大量電力。FRC的工作原理是自行產(chǎn)生磁場(chǎng)來(lái)容納等離子體，而非依賴(lài)外殼。然而，此前建造FRC的嘗試未能達到預期效果。
在此次新研究中，團隊宣稱(chēng)已解決了FRC技術(shù)先前遇到的問(wèn)題，有望使核聚變反應堆實(shí)現正常運行。一旦成功，這種反應堆的發(fā)電量將達到托卡馬克等其他反應堆的100倍。
研究人員還提到，新技術(shù)提高了使用氫硼作為反應堆燃料的可能性。他們聲稱(chēng)，氫硼燃料相較于其他研究中使用的燃料更為安全、清潔。此外，由于FRC大幅減少了對外部磁鐵的需求，反應堆的運行成本可顯著(zhù)降低。
TAE團隊進(jìn)一步表示，他們的設計相較于其他設計更為簡(jiǎn)單，建造難度和成本也更低。團隊將此項設計命名為“Norm”，以紀念此前在名為“Norman”的設備中嘗試使用類(lèi)似技術(shù)的嘗試。此次新型核聚變技術(shù)的開(kāi)發(fā)，為核聚變商業(yè)化發(fā)電帶來(lái)了新的希望。
