新型核聚變裝置：功率提升百倍，成本減半

美國私營聚變能源公司TAE Technologies與加州大學科學家攜手開發出一種新型核聚變裝置“Norm”。該裝置不僅有望將聚變功率提升至傳統裝置的100倍，還能將運行成本削減一半，為人類實現核聚變清潔能源夢想帶來新希望。相關論文發表于新一期《自然·通訊》雜志。

數十年來，科學家一直在試圖找到讓聚變反應堆發電的方法。盡管最近取得了不少進展，但聚變反應堆實現商業發電可能仍需數年時間，主要原因是效率低下以及成本高昂。研究團隊表示，Norm裝置通過創新性地改良場反位形（FRC）技術，在解決這兩個問題方面取得了進展。

產生聚變反應首先需要產生等離子體，這些等離子體非常熱，目前可控核聚變大部分利用強磁場來約束高溫等離子體。傳統技術在等離子體產生區域周圍生成磁場，但需要耗費大量電力。而FRC技術作為一種磁約束技術，具有等離子體自組織形成內部磁場等優勢。

最新發布的Norm裝置通過中性束注入技術，在裝置中心直接生成、加熱并穩定等離子體。這一方案具有三大優勢：一是等離子體自主形成內部磁場，大幅降低了對外部磁體需求并提升能效；二是線性結構使裝置更易建造和維護；三是在相同磁場強度和等離子體體積下，聚變功率輸出更強。

TAE Technologies公司聲稱，新技術有望使聚變反應堆產生的功率達到其他托卡馬克裝置的100倍，且能將運行成本降低50%。而且，新裝置結構簡單、建造便捷，為提升核聚變技術的經濟競爭力并實現商業化奠定了基礎。

值得關注的是，新方法也提高了使用氫硼作為反應堆燃料的可能性。相比傳統核燃料，氫硼燃料來源廣泛：氫元素存在于水中，硼元素在地球上的儲量也很大。而且，反應過程中不產生中子，減少了放射性廢料的產生。