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，該技術(shù)產(chǎn)生的功率是其他設(shè)計的100倍，運行成本卻僅為其他設(shè)計的一半。
機器配置演變：采用純中性束注入場反轉(zhuǎn)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)。圖片來源： 《自然通訊》 (2025)
過去幾十年間，全球科學(xué)家始終致力于探索利用聚變反應(yīng)堆發(fā)電的途徑。盡管近年來取得了一定進展，但受限于效率低下和成本高昂，利用聚變反應(yīng)發(fā)電廠實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)電可能仍需數(shù)年時間。此次加州研究團隊宣稱，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場反轉(zhuǎn)配置(FRC)這一磁約束技術(shù)。研究人員指出，實現(xiàn)聚變反應(yīng)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，只能借助磁場將其固定在適當(dāng)位置。
目前，相關(guān)研究主要利用傳統(tǒng)技術(shù)在等離子體產(chǎn)生區(qū)域周圍生成磁場，但這些技術(shù)會消耗大量電力。FRC的工作原理是自行產(chǎn)生磁場來容納等離子體，而非依賴外殼。然而，此前建造FRC的嘗試未能達到預(yù)期效果。
在此次新研究中，團隊宣稱已解決了FRC技術(shù)先前遇到的問題，有望使核聚變反應(yīng)堆實現(xiàn)正常運行。一旦成功，這種反應(yīng)堆的發(fā)電量將達到托卡馬克等其他反應(yīng)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(yīng)堆燃料的可能性。他們聲稱，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(yīng)堆的運行成本可顯著降低。
TAE團隊進一步表示，他們的設(shè)計相較于其他設(shè)計更為簡單，建造難度和成本也更低。團隊將此項設(shè)計命名為“Norm”，以紀(jì)念此前在名為“Norman”的設(shè)備中嘗試使用類似技術(shù)的嘗試。此次新型核聚變技術(shù)的開發(fā)，為核聚變商業(yè)化發(fā)電帶來了新的希望。
