美国核聚变初创公司Avalanche表示,已在一台桌面级原型装置中实现约1100万摄氏度的等离子体。这一温度接近太阳核心,也被视为迈向商业化核聚变发电的重要门槛之一。
据TechCrunch于10日(当地时间)报道,Avalanche最新公布的实验结果显示,其装置已能够产生核聚变反应所需的超高温等离子体。
核聚变被视为下一代清洁能源的重要方向,其原理是模拟太阳释放能量的过程,通过轻原子核聚合释放巨大能量。不过,全球范围内目前仍没有实现商业化发电的核聚变电站。
目前,行业仍在攻克多个核心难题,包括产生足够高温的等离子体、实现足够高的粒子密度,以及维持足够长的约束时间。其中,将等离子体加热至1000万摄氏度以上,通常被视为诱发核聚变反应的重要温度门槛。
Avalanche称,此次实验中获得的等离子体温度约为1100万摄氏度,已跨过上述门槛,温度水平与太阳核心相近。
在核聚变领域,行业更常用粒子能量而非摄氏温度作为衡量指标,相关门槛通常被表述为达到1千电子伏(1keV)以上。Commonwealth Fusion Systems首席执行官Bob Mumgaard此前曾表示,“达到1keV水平会引发全球关注”。
不过,获得超高温等离子体,并不意味着已经实现核聚变发电。要走向实际发电,除了温度之外,还必须同时满足粒子密度和约束时间等条件。只有在高温、高密度且能够维持足够长约束时间的情况下,核聚变反应才可能持续发生,并进一步实现输出能量超过输入能量的目标。
Avalanche也强调,本次成果并不代表公司已经实现能量净增益。该公司表示,这一结果更多证明其小型装置设计正朝着能够触发核聚变反应的方向推进。
与多数押注大型反应堆、瞄准数十至数百兆瓦级发电规模的核聚变企业不同,Avalanche主打小型、低成本的核聚变系统。该公司认为,如果能够开发出更小规模的核聚变发电装置,未来有望与柴油发电机或天然气涡轮机展开竞争。
在资金投入方面,Avalanche称,公司迄今为推进当前研发阶段的累计融资不足5000万美元,低于不少同业数亿美元的融资规模。
快速迭代也是Avalanche反复强调的优势之一。该公司最新设备“Genie”的聚变核心直径仅约5英寸。Avalanche表示,自去年秋季以来,团队已对该装置进行了25次以上改良;装置尺寸越小,通常越有利于重复实验和快速调整设计。
不过,这一成果目前仍处于早期验证阶段。Avalanche尚未将相关结果发表于学术期刊,也未经过同行评审。公司称,相关数据已由麻省理工学院(MIT)一名等离子体物理学家审阅。
从行业视角看,这一进展显示小型核聚变装置具备一定潜力,但粒子密度、约束时间以及能量净增益等核心问题,仍是后续必须回答的关键。
Avalanche的小型核聚变路线最终能否走向商业化发电,仍有待后续实验进展以及外部验证结果进一步检验。