聚变原型机完成3000次测试

劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）建造的脉冲功率原型机已完成超过 3000 次测试，能量效率达 95%。开发方表示，这一里程碑验证了一种新型加速器架构的可靠性，该架构是商业聚变能研发的核心。

7 月 16 日，LLNL 与太平洋聚变公司（Pacific Fusion）联合宣布了这项成果，为持续多年的可靠性验证画上句号。该公司计划在未来数月内大幅扩展该技术。

走向极端功率的简化路径

原型机名为 Sirius，属于阻抗匹配马克思发生器（IMG），由 LLNL 研究员 Bill Stygar 与太平洋聚变联合创始人 Keith LeChien 共同发明。传统脉冲功率系统需要多级脉冲压缩，而 IMG 可在单步内生成快速电脉冲。其四级设计在 100 纳秒内向阻性负载输送了 60 吉瓦功率。

“对于未来以 IMG 驱动的加速器概念，可靠性是关键要求，”Stygar 表示，“这类系统可能需要组件具备长期服役能力，比如每年 100 次、持续 30 年。我们必须证明我们的组件能承受 3000 次测试，且可靠性足以支撑下一代设备。”

该测试在 LLNL 与太平洋聚变之间的合作研发协议下进行，将 Sirius 从基本概念验证推进至技术就绪等级 5——美国能源部针对相关实验室环境下系统演示的基准。研究人员报告称，开关在整个测试期间正常运行，组件故障率保持在要求范围内。

快速放大规模

太平洋聚变已利用这些数据构建了更大系统。6 月，该公司宣布了一个原型，规模约为 Sirius 的 11 倍，峰值输出功率约 440 吉瓦——号称是史上最高功率的单步脉冲功率驱动器。该公司目前正在开发规模约为 Sirius 40 倍的模块。

“当政府与产业双方都投入时，这就是合作能带来的具体成果，”LeChien 说，“我们将实验室的创新快速转化为可构建、可放大的系统，以满足美国的需求。”

在新墨西哥州破土动工

太平洋聚变已筹集超过 10 亿美元私人资本，计划今年夏末在新墨西哥州阿尔伯克基的 Mesa del Sol 动工建设名为“演示系统”的设施。该设施的设计目标是产生超过 100 兆焦耳的聚变爆发——输出能量超过驱动反应所需的总储能——目标在 2030 年前实现净设施增益。

这一时间表正值 AI 基础设施对电力需求日益迫切、以及中国在聚变投资方面竞争加剧之际。“中国正积极建设下一代聚变基础设施，投入数十亿美元建造新设施，”LeChien 说，“美国发明了许多促成这一时刻的突破，但要获胜，我们必须去建造。”