初创公司研发微型“桌面级”聚变装置以提升反应堆效率
核聚变是恒星（包括我们太阳）产生能量的方式，科学家也希望终有一天能在地球上将其用作清洁且取之不尽的能源解决方案。它不产生碳排放，所需的大部分燃料来源广泛，而且安全性高：如果反应失控，它只会自行熄灭停止。
你可能已经看出了主要挑战：如何在一个发电厂里容纳一整颗恒星的能量产出。目前有两种主要技术路线正在探索中，一种是利用磁场来创造所需的极高温度和压力，另一种则使用激光——初创公司 Cambridge Heavy Industries 采用的就是后者。
据 TechCrunch 报道，该公司目前处于“隐身模式”，实验室设在麻省理工学院（MIT）内，但近期似乎准备公开其正在研发的技術细节。其核心创新在于：比传统反应堆更高效、占地面积更小。
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Cambridge Heavy Industries 联合创始人兼 CEO Yun Kai 将公司的聚变装置形容为“微型”和“桌面级”尺寸，这意味着实验可以快速开展并迭代改进。该技术最终会扩大规模，但目标是造出比传统反应堆设计更小的设备——大约两个篮球场大小，而非整个发电厂综合体。
Cambridge Heavy Industries 方案的独特之处在于双激光器设置。第一个激光器以同心圆环形式投射光束击中燃料块，旨在产生向内传播的冲击波，形成加速压缩效应；第二个激光器随后在完美位置击中该波，产生点火和核聚变所需的超高压。
该系统形成一个封闭且自给自足的小型燃料工厂，因为所有成分都向内运动。它基于二维而非三维结构进行设计，这意味着需要覆盖的角度更少。例如，美国国家点火装置（NIF）的激光聚变系统使用192 束激光阵列，在三维空间中压缩自身的燃料块。
由于剑桥重工业（Cambridge Heavy Industries）的台式设备更小、效率更高，其每天可进行 50 至 80 次激光发射——而在 NIF，这一数字只有寥寥几次。Kai 表示，所需激光功率相对较低，鉴于每 24 小时进行数十次实验，该系统可以快速分析并随时间推移不断迭代。
有一个重要的前提：剑桥重工业的台式设备目前尚未执行与 NIF 反应堆或其他在建反应堆相同的功能。现阶段，它专注于制造核聚变所需的一种燃料——氚，而非发电。真正的反应堆和工厂阶段将在后续阶段到来。
接下来会发生什么
要实现核聚变，需要将两个轻原子撞击在一起。科学家认为，最佳的组合是氘和氚——虽然氘随处可见，但氚却非常稀缺。目前，我们拥有的大多数氚来自正在逐步淘汰的较旧的核裂变发电厂。
长期计划是让核反应堆在发电的同时自行制造氚。但由于反应堆预计最早要到 2030 年代才能并网运行，在此之前存在一个机会窗口，剑桥重工业正希望充分利用这一优势。
TechCrunch 指出一项近期研究，该研究认为，到 2054 年，整个行业的氚缺口可能高达 28 公斤（62 磅）。按当前价格计算，这相当于约 8.4 亿美元（6.31 亿英镑 / 12.09 亿澳元）的同位素——这是一个潜在的大市场。
此外，核聚变领域整体上蕴藏着巨大的商业潜力，这也是投资者纷纷注资未来聚变电站开发的原因。不过需要指出的是，尽管核聚变反应在实验室里已经实现了几十年，但要真正做到实际发电还有距离——那还需要几年时间。
稳定供应的氚，加上更高效、更紧凑的核聚变反应堆，无疑会加快这一进程，而这正是 Cambridge Heavy Industries 的努力方向。如果这项技术能在未来几年内完全成熟，将有望彻底改变能源的生产和供应方式。
