新装置有望将核聚变功率提升百倍

科技日报北京4月28日电 （记者刘霞）美国私营聚变能源公司TAE Technologies与加州大学科学家携手开发出一种新型核聚变装置“Norm”。该装置不仅有望将聚变功率提升至传统装置的100倍，还能将运行成本削减一半，为人类实现核聚变清洁能源梦想带来新希望。相关论文发表于新一期《自然·通讯》杂志。

数十年来，科学家一直在试图找到让聚变反应堆发电的方法。尽管最近取得了不少进展，但聚变反应堆实现商业发电可能仍需数年时间，主要原因是效率低下以及成本高昂。研究团队表示，Norm装置通过创新性地改良场反位形（FRC）技术，在解决这两个问题方面取得了进展。

产生聚变反应首先需要产生等离子体，这些等离子体非常热，目前可控核聚变大部分利用强磁场来约束高温等离子体。传统技术在等离子体产生区域周围生成磁场，但需要耗费大量电力。而FRC技术作为一种磁约束技术，具有等离子体自组织形成内部磁场等优势。

最新发布的Norm装置通过中性束注入技术，在装置中心直接生成、加热并稳定等离子体。这一方案具有三大优势：一是等离子体自主形成内部磁场，大幅降低了对外部磁体需求并提升能效；二是线性结构使装置更易建造和维护；三是在相同磁场强度和等离子体体积下，聚变功率输出更强。

TAE Technologies公司声称，新技术有望使聚变反应堆产生的功率达到其他托卡马克装置的100倍，且能将运行成本降低50%。而且，新装置结构简单、建造便捷，为提升核聚变技术的经济竞争力并实现商业化奠定了基础。

值得关注的是，新方法也提高了使用氢硼作为反应堆燃料的可能性。相比传统核燃料，氢硼燃料来源广泛：氢元素存在于水中，硼元素在地球上的储量也很大。而且，反应过程中不产生中子，减少了放射性废料的产生。