加拿大公司首次压缩球形托卡马克等离子体

在通用聚变公司的 MTF 方法中，聚变容器内的专有液态金属衬套由高功率活塞进行机械压缩。(代表性图像)

通用融合

一家位于里士满的公司实现了显著的聚变中子产量和等离子体稳定性。通用聚变公司利用其独特实用的磁化靶聚变 (MTF) 技术取得了世界首创的成就。该实验的同行评审科学结果已发表在国际原子能机构支持的期刊上。

在等离子体压缩科学 (PCS) 实验系列中，该公司通过压缩 MTF 方法所需的球形托卡马克配置中的等离子体，成功产生了显著的聚变中子产量。

该公司声称中子产量显著增加，在一次压缩中每秒超过 6 亿个中子。

等离子体密度增加 190 倍

通用聚变公司认为，在压缩过程中，等离子体的密度比开始时高出约 190 倍，这与等离子体粒子约束时间明显长于压缩时间相一致。在实验测试中，为热等离子体提供强大约束

的磁场也因压缩而比开始时高出 13 倍以上。通用聚变公司创始人兼首席科学官 Michel Laberge 博士表示：“在我们的 PCS 系列中，通用聚变公司是世界上第一个使用塌缩金属衬里压缩球形托卡马克等离子体的公司，我们很高兴现在能够在同行评议的出版物中分享我们通过这次实验活动展示 MTF 聚变所取得的成果。” “这项研究是我们过去二十年开拓性工作的另一个例子。现在，我们正通过 LM26 接近突破性里程碑。我们的实用方法可以转化为经济的发电厂，使我们在 2030 年代初期到中期走上电网发电的道路。”

高性能等离子体保持稳定

PCS 实验期间，高性能等离子体保持稳定并维持磁通量，同时聚变中子产量显著增加。

实验表明，使用金属衬套形成和压缩等离子体的新技术是有效的，为该公司的大规模聚变演示 Lawson Machine 26 (LM26) 奠定了基础。

测试结果表明，球形托卡马克等离子体的显著体积压缩是可行的，降低了 LM26 的风险，LM26 将大规模压缩等离子体，以实现更高的聚变产量。

在公司的 MTF 方法中，聚变容器中的专有液态金属衬套由高功率活塞进行机械压缩。

短脉冲中的聚变条件

这使得通用聚变公司能够在短脉冲中创造聚变条件，而不是产生持续反应，同时保护机器的容器，提取热量并再增殖燃料。该技术旨在扩大规模，打造具有成本效益的发电厂。据一份新闻稿称，它不需要大型超导磁体或昂贵的激光器阵列。实验结果

发表在《核聚变》杂志上，据称是性能最佳的压缩测试结果。PCS-16 是最近第五次压缩球形托卡马克等离子体结构的实验。

该公司强调，压缩早期阶段的热力学与电子欧姆加热的增加相一致，这是由于在接近恒定的电阻率下电流密度的几何增加，以及离子冷却的增加，大约与离子压缩加热功率相匹配。

根据实验结果，采用磁流体动力学模拟来模拟压缩最后阶段不稳定性增加的现象。

使用 MTF 实现稳定融合过程的可行性

“我们已经证明了使用 MTF 方法实现稳定聚变过程的可行性，为我们开创性的 LM26 奠定了基础，”通用聚变公司技术开发高级副总裁 Mike Donaldson 表示。

“这些等离子体压缩方面的成就证明了我们团队在二十多年的聚变技术开发中积累的深厚专业知识和能力。通过我们的 PCS 系列，我们还在等离子体系统、材料、涂层和诊断方面取得了重大进展。”

Donaldson 强调，公司已准备好迈出下一步——使用 LM26 大规模展示聚变和显著加热。“我们才华横溢的团队让这一切成为可能，从头开始打造一项具有改变世界潜力的实用清洁能源技术。”

公司正在通过建造 LM26 来加快进度

该聚变演示机有望在未来 24 个月内实现变革性技术里程碑 - 2025 年上半年实现 1 keV，然后实现 10 keV，并最终在 2026 年实现科学盈亏平衡当量(100% 劳森标准)。

新闻稿还补充道，该研究结果将大大降低该公司商业规模机器的风险，加快其在本世纪30年代初至中期向电网提供商业聚变能源的步伐。

近年来，多家公司在核聚变研究方面取得了重大进展。

新西兰核聚变研究公司 OpenStar Technologies 最近取得了一个重要里程碑，获得了第一束等离子体。该公司采用了一种新颖的方法来实现核聚变能，其设备不使用托卡马克或仿星器设计。相反，它使用悬浮偶极子反应堆 (LDR)。

此外，被称为韩国“人造太阳”的韩国超导托卡马克先进研究中心(KSTAR)也启动了核聚变实验，以解决钨杂质问题。