Fuse能源技术公司称FAETON-X单次D-D聚变中子产额达1.27×10¹²

总部位于美国加利福尼亚州的Fuse能源技术公司 (Fuse Energy Technologies Corp.) 8月11日宣布，其兆焦耳级密集等离子体聚焦装置FAETON-X在单次D-D聚变实验中测得峰值中子产额为(1.27±0.27)×10¹²个中子/发。该公司称，这是商业聚变企业公开记录的最高单次聚变中子产额之一，并首次达到10¹²量级。

FAETON-X是Fuse公司开发的兆焦耳级脉冲功率聚变系统，设计定位为单脉冲闪发中子源，可服务于脉冲功率聚变研发和辐射效应测试。公开论文显示，该装置采用500微法电容器组，由20个额定25微法、100千伏的电容器组成，在65千伏充电电压下可储存约1兆焦耳能量，峰值放电电流超过4.5兆安，系统静态电感约55纳亨。

根据该公司发布的数据，FAETON-X目前尚未完成全部预处理和状态调试，但已能稳定产生约5×10¹¹个D-D中子/发，并在10托氘气条件下取得(1.27±0.27)×10¹²个中子/发的峰值结果。论文认为，继续进行装置调试后，中子产额仍有提升空间。

FAETON-X的前身为FAETON-I。后者是一台100千伏、125千焦的密集等离子体聚焦装置，峰值电流约1兆安，用于验证动态诱导箍缩电压与中子产额之间的相关性。FAETON-X则是在此基础上向兆焦耳级放大的平台，目标是在更高电流和更低电感条件下提高单位储能对应的聚变中子输出。

论文称，FAETON-X实现了4.5兆安/兆焦耳的电流效率，高于已发表同类兆焦耳级密集等离子体聚焦装置约2.35至3.25兆安/兆焦耳的水平。由于脉冲功率Z箍缩装置的中子产额通常与驱动电流呈强相关关系，提升单位储能所对应的峰值电流，被视为提高中子输出效率的重要途径。

作为对比，劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的MJOLNIR密集等离子体聚焦装置曾报告在1.3兆焦耳储能、3.8兆安峰值电流条件下取得1.2×10¹²个D-D中子/发的结果。Fuse公司称，FAETON-X以约1兆焦耳储能实现了1.27×10¹²个D-D中子/发。

该公司首席执行官JC·布泰什 (JC Btaiche) 表示，FAETON-X从设计到首次试射用时约9个月，从首次试射到取得当前结果又用时约9个月。布泰什称，公司将继续通过论文发表和实验数据披露推进技术验证。

按照论文中的后续设想，FAETON-X在完成进一步调试后，D-D运行条件下的中子产额有望超过2×10¹²个中子/发;在D-T运行条件下，其设计目标约为5×10¹³个中子/发。该平台还可用于诊断系统、触发同步、辐射效应、屏蔽测试、氚处理和靶设计等方向的研发。