位於英國的 First Light Fusion(FLF)最近發佈了一篇白皮書,介紹了其創新的核融合技術,這項技術有望成為首個商業可行且兼容反應堆的核融合方案,並降低清潔能源的成本。來自牛津郡的這家公司,通過其研究,提出了一種稱為低功率組裝與快速激發(FLARE)的新方法,這一方法與傳統的慣性融合能源技術形成了鮮明對比。
傳統的慣性融合技術需要同時壓縮和加熱燃料以達到點火,而 FLARE 方法則將這兩個步驟分開。首先是以受控的方式壓縮燃料,接著再進行獨立的點火步驟。這一過程可以生成大量的能量,這一概念被稱為「快速點火」。與依賴高功率激光的傳統方法相比,FLF 使用了圓柱形的目標,並通過致密、不透明的推動器,以適度的輸入能量來壓縮燃料,這樣不僅減少了能量損失,還提高了約束效果。點火則由輔助來源觸發,例如短脈衝激光或脈衝功率系統。FLARE 所採用的脈衝功率是一種低成本的替代方案,相比之下,低電壓設計消除了以往限制脈衝功率驅動的慣性融合能源的複雜性。
FLF 的融合反應在一個動態結構的液態鋰池中進行,這個池子中充滿了惰性氣體。根據公司的說法,這種設計能夠吸收中子、生成氚、捕獲熱量,並在不需要複雜固體結構的情況下保護反應堆的壁面。這一概念基於多年的研究與洞見,旨在提供一種經濟實惠的點火、燃燒及高增益的低功率驅動方案。接下來,FLF 將專注於在現有的實驗設施上驗證每個項目的組件,並進行目標的建模、設計與原型製作,為其首個示範反應堆建立科學及工程依據。
該公司表示,其新的高增益核融合概念有潛力達到驚人的 1,000 倍增益,相較於當前實驗水平的四倍,這是其他提出的慣性融合能源方案所無法比擬的。增益,即從反應中轉化的能量超過輸入燃料的能量,長期以來一直是實現全面商業核融合的關鍵。迄今為止,在美國能源部的國家點火設施(NIF)達到的記錄為四倍。該公司的模型顯示,至少需要 200 倍的增益,才能使核融合能源具備商業競爭力。因此,一旦實現 1,000 倍的增益,將可能導致核融合能源的成本大幅降低。
此外,FLARE 模型還顯著降低了預期的核融合電廠建設成本:一個實驗性增益規模的設施預計僅需 NIF 的 1/20 成本,並可利用現有的成熟技術建設。First Light Fusion 的首席執行官 Mark Thomas 表示:「這對於 First Light 以及能源的未來而言,都是一個關鍵時刻。通過 FLARE 方法,我們已經為高增益慣性融合鋪平了全球首個商業可行的、兼容反應堆的道路,這是基於真實的科學、經驗證的技術和實際的工程。」這種增益的實現將使核融合能源在經濟上轉型,為新工業領域的誕生鋪平道路。




