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【导语】18日美国物理学会等离子体物理分部年度会议上，Zap Energy宣布其FuZE-3实验获重大突破，电子压力达830兆帕、总压力约1.6吉帕，刷新压力纪录。该实验采用独特技术，在压缩效率与稳定性间寻平衡，此次成果为迈向可控核聚变(biàn)增(zēng)益(yì)目(mù)标(biāo)再(zài)进(jìn)一(yī)步(bù)。

在(zài)18日(rì)举(jǔ)行(xíng)的(de)美(měi)国(guó)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(yàn)3”（FuZE-3）在(zài)实(shí)验(yàn)中获得高达830兆帕(pà)的(de)电(diàn)子(zi)压(yā)力(lì)，对(duì)应等离子体总压力约1.6吉帕。该成果刷新了迄今在剪切(qiè)流(liú)稳(wěn)定(dìng)Z箍缩装置中实现的压(yā)力(lì)纪(jì)录，是迈向聚变能量增益道路上的重要一步。

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，其压力是综合反映温度与密度的关键指标。压力越高，发生的聚变反应就越频繁，从而更接近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，当电子和离子温度接近时，二者都会对压力作出贡献，因此总压力约为电子压力的两倍，达到1.6吉帕。1吉帕相当于海平面大气压的约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。

【总编辑圈点】

Zap Energy采用的剪切流稳定Z箍缩技术，与我们熟知的“托卡马克”装置技术路线不同。“Z箍缩”采用了强磁场和高密(mì)度(dù)等(děng)离(lí)子(zi)体(tǐ)来(lái)控(kòng)制(zhì)和(hé)加(jiā)热(rè)氢(qīng)等(děng)核(hé)燃(rán)料(liào)，从(cóng)而(ér)实(shí)现(xiàn)聚(jù)变(biàn)反(fǎn)应(yīng)。这(zhè)种(zhǒng)技(jì)术(shù)路径装(zhuāng)置(zhì)结构简单、成本可大幅降低，体积可以做得更小。产生(shēng)净(jìng)能(néng)量(liàng)增(zēng)益(yì)是(shì)可(kě)控(kòng)核(hé)聚(jù)变(biàn)实(shí)用(yòng)的(de)终(zhōng)极(jí)目(mù)标(biāo)之(zhī)一(yī)，此(cǐ)次(cì)FuZE-3取(qǔ)得(de)的(de)优(yōu)异(yì)成(chéng)绩(jī)，意(yì)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。