
美國新創公司 Inertia Enterprises 開發出能於 2 到 3 小時內快速培養核融合燃料層的技術,效率遠高於傳統實驗室需耗時數天至一週,且品質符合高標準,有望大幅降低核融合發電成本並加速其商業化。
美國新創公司 Inertia Enterprises Inc. 宣布,他們已開發出能在短短 2 到 3 小時內,於核融合燃料靶丸內部培養出平滑固態氫層的技術。這項效率遠超越美國大型研究機構如國家點火設施(National Ignition Facility, NIF)所需耗費的數天甚至超過一週時間,為核融合能源的商業化進程帶來重大突破。
核融合能源的原理,是將輕原子核結合以釋放巨大能量,猶如太陽內部反應。其關鍵之一,在於製造燃料靶丸內部的氫層必須極度平滑。燃料靶丸通常是一個直徑約 4 至 5 毫米的中空碳球,內部塗有一層薄薄的冷凍氘和氚。若氫層表面有缺陷,在雷射壓縮時可能會導致燃料混合不均,阻礙核融合反應的有效發生。
Inertia Enterprises 的技術不僅速度驚人,其快速生長的氫層品質,甚至能達到或超越 NIF 用於點火測試的平滑度標準。該公司執行長兼共同創辦人 Jeff Lawson 指出,他們的策略是「加大驅動器,也就是我們的雷射」。Inertia 的設計目標是輸出 10 兆焦耳(MJ)的雷射能量,遠高於 NIF 約 2 兆焦耳的能量輸入。勞倫斯利福摩爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL)的慣性約束物理學家 Chris Weber 也表示,即便燃料層有某些缺陷,在 Inertia 的規模下也能被更厚的冰層所緩衝,維持核融合輸出表現。
更快的燃料層生長速度,將大幅降低對氚(Tritium)儲存的需求,進而減少前期成本、儲存空間及監管查核等負擔。氚是一種放射性物質,全球儲備量約為 25 公斤,每克成本約 3 萬美元,每年約以 5.5% 的速度衰變。Inertia Enterprises 已將快速製備燃料層,列為其發展商業核融合電廠的十大關鍵里程碑之首。未來,該公司計畫將燃料層製備時間縮短至 1 小時以內,並開發成本降低 50 倍的高功率雷射二極體,以及每秒可發射十次的放大器,以滿足商業核融合反應爐每秒需發射約 10 顆燃料靶丸的目標。
