美国宣布建造仿星器聚变原型机，将为长期聚变研究提供有效平台

现如今，全世界对水、食品、教育、交通和医疗等方面的需求激增，极大地刺激了对电力和其他清洁能源的需求。

因此，相关领域的科学家也对有望改变清洁能源行业的核聚变寄予厚望。

简单来说，核聚变是在极端的温度下加热两个较轻的原子核，使它们融合形成一个更重的原子核，该过程会释放大量的能量，可以用于发电。

2023 年，美国核聚变能源公司 Type One Energy、美国田纳西河流域管理局和美国能源部橡树岭国家实验室共同签署了一份谅解备忘录，承认核聚变有可能成为一种颇具吸引力的无碳发电技术，并表示有意开发经济实用的商业化核聚变发电技术。

近期，Type One Energy 对外宣称将建设仿星器聚变原型机 Infinity One，并将地址定于田纳西州克林顿的 Bull Run 化石发电厂。而这正是上述谅解备忘录的重要成果体现。

图丨Type One Energy 仿星聚变反应堆的概念（来源：Type One Energy 官网）

据悉，该仿星聚变反应堆将于 2025 年开始建设，在此之前，该公司将逐一完成一系列的准备事项，包括环境审查、签署合作协议、办理相关许可证等。

“与我们的合作伙伴田纳西河流域管理局和橡树岭国家实验室一起在田纳西州东部成功部署 Infinity One，是我们 FusionDirect 商业化计划的一个重要里程碑。”Type One Energy 的 CEO 克里斯托弗·莫里（Christofer Mowry）在公司官网上发布的一份新闻声明中表示。

其中，需要说明的是，FusionDirect 是该公司提出的计划之一，重点在设计和建设核聚变发电厂，并致力于在未来十年内将核聚变能源快速地输送到电网。

莫里在上述声明中指出：“Infinity One 也是聚变商业化的一个分水岭，首次将技术、公共事业和国家实验室领域的领导者联系到实际部署项目上。

Infinity 项目将创造世界上性能最高的仿星聚变反应堆，从而为潜在的长期核聚变研究设施提供一个绝佳的平台。”

据了解，仿星聚变反应堆是推动实现核聚变反应净能量增益的聚变概念之一。经过数十年的研究，它的性能已经被证明是可以被预测的。

原因在于它的操作简单，并且在这些高离子和电子能级下，具有经过验证的等离子体稳定性，能够降低商业运营所需的不可预见的物理风险。

对于仿星聚变反应堆来说，只有来自外部的磁场才能限制其中的等离子体，如果磁场的强度和形状被改变，就一定会对它的性能产生重大影响。

因此，只有通过定制三维磁场来实现等离子体的准对称性，才能获得良好的性能，这使得大量计算不可避免。不过，随着高性能计算和计算机建模等技术的深入发展，解决上述问题指日可待。

目前，Type One Energy 设计的具有扭曲磁场的仿星聚变反应堆，不但能够有效地避免燃料颗粒从聚变发生处漂移，还具有诸多的优势，包括：

第一，不需要巨大的循环电流就能实现聚变约束；第二，在稳定状态的条件下操作方便，避免脉冲聚变设计带来的高维护、机械应力和热应力；第三，让聚变发电厂的建设不再面临巨大的技术挑战等。

另外，Bull Run 化石发电厂的功率为 865 兆瓦，于 1967 年投入运营，并于 2023 年 12 月 1 日退役，目前田纳西河流域管理局正在评估该厂址的未来用途。

事实上，Type One Energy 选择在 Bull Run 建造 Infinity One 项目，与美国田纳西州州长比尔·李（Bill Lee）将该州定为“美国国家清洁能源领导者”的愿景不谋而合，所以这也是第一个获得州长核能基金资助的项目。

Type One Energy 在发布的新闻声明中公开表示，会在与田纳西河流域管理局和橡树岭国家实验室的合作中探索更多的机会，以进一步推动田纳西地区东部聚变能源的商业部署。

并且，Infinity One 项目也允许 Type One Energy 测试其高场恒星聚变试验装置的重要设计特征，尤其是与运行效率、可靠性、可维护性和经济性有关的特征。

除了对安全和监管合规性进行承诺，Type One Energy 还将在田纳西州东部设立总部，在未来的几个月内与当地社区进行交流和合作，并计划在未来五年内设立超过 300 个工作岗位。

很明显，此举将有助于推动该地区的经济增长和能源技术的进一步发展。

支持：邹名之

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