美國能源部 (DOE) 已正式批准 Xcimer Energy 的核聚變電廠架構的前概念設計及技術發展路線圖,該電廠名為 Athena。這項監管批准是在對一份涵蓋系統工程、安全協議、經濟預測及環境影響的 724 頁提案進行密集評估後發出的。政府的批准結束了 Xcimer 在聯邦里程碑式核聚變發展計劃中的初步 18 個月預算循環,該計劃旨在透過公私合作推進商業核聚變的發展。
這項行政里程碑緊隨著上週 Xcimer 原型激光系統 Phoenix 的啟用。Phoenix 位於丹佛的一個 74,000 平方英尺的設施內,目前是全球最大的運行中的私人激光系統。
該公司在新聞稿中指出:「Phoenix 是一個不尋常核聚變架構的概念驗證:一種採用刺激布里淵散射 (SBS) 的氟化氪 (KrF) 雜化激光,能將微秒長的脈衝壓縮到核聚變所需的納秒時間範圍。」長期發電的可行性方面,儘管歷史上的實驗室努力,例如國家點火設施,已證明激光核聚變物理可以超越科學平衡點,但 Xcimer 的計劃專注於長期發電的財務及機械可行性。Athena 平台作為預計商業電廠艦隊的藍圖,設計用以在數十年內持續運行。
Xcimer Energy 的 Athena 電廠將推動核聚變技術的發展
核聚變工程的主要挑戰之一是保護反應堆結構不會在持續輻射下退化。Xcimer 計劃通過在反應堆室內使用流動的熔融鹽幕來解決這一問題,而非靜態的固體牆壁。根據廠房設計副總裁 Susana Reyes 的説法,這種液體屏障能夠吸收中子通量,產生氚燃料,並在不斷更新的同時轉移熱量。Reyes 表示:「我們正在設計 Athena 以在高達 1 Hz 的重複率下持續運行,液體壁室的使用最大程度地提高了可用性,保護固體結構免受整個電廠壽命內的核聚變反應排放。」
公司官員表示,核聚變能源的主要障礙不再是驗證基礎科學,而是建立可擴展的工業生產。首席執行官兼首席科學官 Conner Galloway 指出,能源部的審查確認了 Athena 架構的機械可行性,並確立了朝向商業部署的結構化路徑。Galloway 表示:「激光核聚變所面臨的問題不再是物理學是否有效,而是我們能多快將其工業化。Xcimer 的工程目標包括將激光製造成本限制在每焦耳少於 US$100 (約 HK$780),以確保具有競爭力的能源定價。」
在聯邦批准 Athena 路線圖後,這家位於丹佛的公司計劃進入下一個運營階段。
接下來的日程要求 Xcimer 開始全規模子系統測試,完成工程驗證,並最終確定綜合型集成試點電廠示範所需的技術準備。Reyes 最後指出:「我們從第一天起就圍繞這一特性設計 Athena,這影響著所有方面:材料選擇、熱管理、維護哲學和經濟學。而 Xcimer 的激光架構獨特地支持這一設計。」

