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【导语】18日美国物理学会等离子体物理分部年会上，Zap Energy宣布其FuZE-3实验获突破，获830兆帕电子压力、约1.6吉帕等离子体总压力，刷新压力纪录，该技术平衡压缩效率与稳定性，离可控核聚变更近一步。

在18日举行的美国物理学会等离子体物理分部年度会议上，美国聚变能源技术公司Zap Energy宣布，其最新一代“聚变Z箍缩实验3”（FuZE-3）在实验中获得高达830兆帕的电子压力，对应等离子体总压力约1.6吉帕。该成果刷新了迄今在剪切流稳定Z箍缩装置中实现的压力纪录，是迈向聚变能量增益道路上的(de)重(zhòng)要(yào)一(yī)步(bù)。

FuZE-3的等离子体室只有大约3.66米长，可产生几毫米宽的高温高密度等离子体丝。图片来源：Zap Energy官网

实现可控核聚变需要在极短时间内获得高温高密度等离子体，其(qí)压(yā)力(lì)是(shì)综(zōng)合(hé)反(fǎn)映(yìng)温(wēn)度(dù)与(yǔ)密(mì)度(dù)的(de)关键指(zhǐ)标(biāo)。压(yā)力(lì)越(yuè)高(gāo)，发(fā)生(shēng)的(de)聚(jù)变(biàn)反(fǎn)应(yīng)就(jiù)越(yuè)频(pín)繁(fán)，从(cóng)而(ér)更(gèng)接(jiē)近(jìn)能源输出大于输入的目标。与寻求极高压力或极长约束时间的其他路线不同，Zap Energy的剪切流稳定Z箍缩技术试图在压缩效率与等离子体稳定性之间寻找平衡。

此次，团队利用“光学汤姆孙散射”技术测得等离子体电子压力达830兆帕。等离子体不仅由电子组成，还包含质量更大的离子，当电子和离子温(wēn)度(dù)接(jiē)近(jìn)时(shí)，二(èr)者(zhě)都(dōu)会(huì)对(duì)压(yā)力(lì)作(zuò)出(chū)贡(gòng)献(xiàn)，因(yīn)此(cǐ)总(zǒng)压(yā)力(lì)约(yuē)为(wèi)电(diàn)子(zi)压(yā)力(lì)的(de)两(liǎng)倍(bèi)，达(dá)到(dào)1.6吉(jí)帕(pà)。1吉(jí)帕(pà)相(xiāng)当(dāng)于(yú)海(hǎi)平(píng)面(miàn)大气压的约10000倍，或马里亚纳海沟海底压力的10倍。相关高压状态可维持约1微秒（百万分之一秒）。

最近的FuZE-3实验中，多次重复放电测量显示，电子密度处于3×1024m-3—5×1024m-3范围，电子温度则超过1keV（约为1167万摄氏度）。

FuZE-3的设计目标是在“三重乘积”（密度×温度×约束时间）上达到新的高度，这是聚变性能的重要指标。

【总(zǒng)编(biān)辑(ji)圈(quān)点(diǎn)】

Zap Energy采用(yòng)的(de)剪(jiǎn)切(qiè)流(liú)稳(wěn)定(dìng)Z箍(gū)缩(suō)技(jì)术(shù)，与(yǔ)我(wǒ)们(men)熟(shú)知(zhī)的(de)“托(tuō)卡(kǎ)马(mǎ)克(kè)”装(zhuāng)置(zhì)技(jì)术(shù)路线(xiàn)不(bù)同(tóng)。“Z箍缩”采用了强磁场和高密度等离子体来控制和加热氢等核燃料，从而实现聚变反应。这种技术路径装置结构简单、成本可大幅降低，体积可以做得更小。产生净能量增益是可控核聚变实(shí)用的终极目标之一，此次FuZE-3取得的优异成绩，意味着它离产生可控核聚变反应更近了一步，让人类在探索终极清洁能源的道路上多了一种可能性。