First Light Fusion低成本聚变压缩技术获实验验证,驱动源造价有望降低一个数量级

2026-09-24 15:39 核聚变 英国核电

英国商业聚变创新企业First Light Fusion宣布,其自主研发的脉冲功率装置“M3”(M3 pulse power facility)已顺利完成一系列原理验证实验,正式实证了其专有聚变路线FLARE(Fusion via Low-power Assembly and Rapid Excitation,低功率组装与快速激发聚变)的核心燃料压缩物理机制。该实验证实,依托精密设计的多层套筒结构(Multi-layered liner),利用构型更精简、峰值功率更低的驱动源,即可将聚变燃料有效压缩至高密度状态。

FLARE技术路线的核心设计逻辑在于对惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion, ICF)过程实施解耦处理——借鉴内燃机“先压缩混合气、再适时点火”的工程原理,将聚变物理过程分步划分为燃料预先高密度压缩组装与外加超快脉冲触发点火两个独立阶段。本次M3实验专门对第一阶段的压缩过程实施了隔离验证,突破了传统惯性聚变必须依赖超大型、高精密且造价昂贵的峰值脉冲驱动源的工程枷锁。

在商业工程可行性层面,传统高功率驱动装置在反复放电工况下易承受极大的机械与热应力冲击,导致核心部件失效概率高、停机维护频繁且资本开支难以控制。FLARE路线创新性地将压缩过程的波形调谐与时序控制功能“转移并内置于靶结构本身”(Target-led compression),借助多层壳靶结构将输入的基础电流脉冲转化为梯度受控的行进冲击波,在逐步实现燃料超高密度压缩的同时有效抑制早期过热。企业测算表明,该设计可大幅简化外部发生器构造并增强运行稳健性,FLARE压缩驱动源的终端造价有望较同类惯性聚变系统降低一个数量级。

作为该公司年内完成2500万英镑战略融资后的首个里程碑成果,本轮实验并非直接追求聚变点火或净能量增益输出,而是旨在系统性消除FLARE核心技术路线中的关键底层物理风险。First Light Fusion科学顾问委员会主席、帝国理工学院(Imperial College London)惯性聚变研究中心主任杰里米·奇滕登教授(Prof. Jeremy Chittenden)指出,在低电压发生器上利用多层套筒将材料推升至超高压状态,为FLARE概念的科学可行性奠定了坚实证据。下一步,公司将在此类可规模化量产的多层套筒工艺基础上,进一步推进面向聚变燃料工况的高温高密集成加热实验。

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