惯性企业公司找到快速制造聚变燃料的方法

聚变初创公司惯性企业（Inertia Enterprises）表示，他们已经找到了一种方法，将制造燃料靶丸的时间从几天缩短到几分钟。 通过大幅缩短燃料填充时间，惯性公司表示，他们已经扫清了实现商业电站第一阶段目标必须克服的十大障碍之一。这家初创公司让TechCrunch独家率先目睹了这一工艺。 这一进展并非理所当然：投资者向惯性公司注资4.5亿美元，前提是它能将国家点火装置（NIF）开发的技术商业化。NIF是一项精细的科学实验，需要精心维护和照料才能运行。在NIF，制造燃料靶丸可能需要一周或更长时间，而且成本高昂。这不是一个适合盈利运营的好方法。 “但当你真正深入了解时，你会想，等等，他们每年只制造少量靶丸，”惯性公司联合创始人兼首席执行官杰夫·劳森对TechCrunch说。“我换上商业头脑后想，等等，我知道这个词：原型。” 在惯性公司，团队着手将这些原型转化为可以大规模制造的产品。“这就是我们为什么从苹果这样的公司招人，”他说。“有一群工业工程师会说，‘好吧，我想我得去弄清楚如何在工厂里把它量产十亿次。’” 不过，NIF的燃料靶丸远非iPhone可比。其外部是球形金刚石壳，内部紧贴着一层冻结的氘和氚——这两种氢同位素可以为聚变反应堆提供燃料。结晶层内部是气态氘和氚的混合物。每一层固体都必须尽可能接近完美球形。 这些燃料靶丸随后被包裹在被称为黑腔（hohlraum）的金外壳中，黑腔将激光能量转换为X射线，压缩内部的燃料靶丸。如果一切按计划进行，这种压缩会导致原子聚变并释放能量。但即使是球形上的微小瑕疵也可能破坏点火过程，阻止聚变反应充分发挥潜力。 惯性公司必须将工艺压缩到具有商业意义的地步，同时又不偏离NIF发现的物理学原理。 “如果你试图更快地完成，会发生什么？”劳森说。团队有一个先发优势：惯性公司联合创始人兼首席科学家安妮·克里彻设计了NIF第一个释放能量超过消耗能量的聚变实验。 经过几轮开发，这家初创公司能够在约30分钟内生长出晶体，而在NIF这可能要花一周时间。总体来说，单个燃料靶丸可以在大约两到三小时内制成，并且该工艺可以扩展到工业规模。惯性公司在劳伦斯利弗莫尔国家实验室的NIF帮助下开发了这一工艺，并与该实验室建立了公私合作伙伴关系。 不过，惯性公司拥有一个NIF不具备的优势。由于这家初创公司计划使用比目前NIF使用的激光强四倍的激光器，它可以容忍燃料靶丸中更多的瑕疵。这也帮助加快了制造过程。 “我们实际上有很大的余量，”劳森说。“我们的策略是让驱动器——也就是激光器——尺寸超出需要，给我们足够的余量去优化系统的其他部分。” 减少燃料填充时间还产生了连锁效应，降低了惯性公司任何时候需要持有的氚量。氚具有放射性，处理时需要谨慎。而且目前氚极其昂贵，每克约3万美元，据《科学》杂志称，全球库存仅有约25公斤。 与许多聚变初创公司一样，惯性公司计划借助聚变反应自行生产氚，但它仍然需要一些库存来启动。此外，减少制造时间有助于保持低库存。惯性公司预计，其全尺寸商业电站每秒将消耗十个燃料靶丸。 “通过减少这一步骤的延迟，你让设施变得更小；你让整个事情更快、更高效，”劳森说。