核聚变燃料小球制造提速:Inertia 将生产周期从数天压缩至分钟级
Inertia Enterprises 宣布,其燃料小球的生产时间已从原来的数天大幅压缩至仅需几分钟。这一突破被视为该公司克服商业化核聚变电站"十大障碍"进程中的重要一步。
从国家点火设施到工厂化生产
国家点火设施(NIF)的燃料小球制造周期通常需要一周甚至更久,成本高昂,且每年仅能生产极少量。对于志在商业化的聚变能公司而言,这种"原型思维"显然不可持续。
Inertia 联合创始人兼 CEO Jeff Lawson 表示:"当你深入了解后会发现,NIF 每年只生产极少量(handful)个燃料小球。我戴上商业化的帽子想了想,我知道这个词叫什么——原型。" 为实现从实验室到工厂的跨越,Inertia 大量招募了来自苹果等公司的工业工程师。Lawson 直言:"他们要解决的问题是:如何在工厂里把这项工艺复制十亿次。"
燃料小球:精密到近乎完美的球体
NIF 的燃料小球构造极为精密:外层为球形钻石壳,内壁附着一层冻结的氘氚混合冰层,再往内是气态氘氚。每一层固体结构都必须尽可能接近完美球形,任何微小缺陷都可能破坏点火过程,导致聚变反应无法达到预期效果。
Inertia 与 NIF 及劳伦斯利弗莫尔国家实验室建立了公私合作关系,在不偏离 NIF 物理原理的前提下,对工艺进行了浓缩优化。
首席科学家 Annie Kritcher 是 Inertia 联合创始人,她曾主导设计了 NIF 首次实现净能量输出的聚变实验,为团队奠定了技术基础。
晶体生长:从一周到 30 分钟
经过多轮迭代开发,Inertia 已将晶体生长时间从 NIF 的最长一周压缩至约 30 分钟。单个燃料小球的完整制造周期控制在两到三小时以内,且工艺可扩展至工业级规模。
此外,Inertia 规划的激光器功率是 NIF 当前激光器的四倍,这一优势赋予公司更大的工艺容错空间,同时进一步加速了制造流程。
Lawson 指出:"我们实际上拥有很大的余量。我们的策略是让激光驱动系统功率过剩,在系统其他环节为我们留出充足的调整空间。"
氚储备与规模化挑战
缩短制造周期还带来了一个连锁效应:减少了 Inertia 任意时点所需持有的氚(Tritium)库存。氚具有放射性,处理需格外谨慎,且目前价格极为昂贵,约为每克 30,000 美元。全球氚储量仅约 25 公斤。
与众多聚变创业公司一样,Inertia 计划借助聚变反应自行生产氚,但仍需一定初始库存支撑运营。Inertia 预计,全面运营的商业聚变电站每秒将消耗 10 颗燃料小球。
Lawson 表示:"通过缩短这一步的制造周期,你让整个设施的规模更小、运行更快、效率更高。"


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