在人类追逐终极能源的征途上,一个惊人的数字被刷新:1.6万大气压!美国能源企业Zap Energy近日宣布,其新型核聚变装置FuZE-3成功实现创纪录的等离子体压力,相当于地球大气压的16000倍。这一突破标志着人类在”人造太阳”技术路径上取得关键进展,为可控核聚变商业化带来新的曙光。
劳森判据:三重门禁的科学圣杯
实现可控核聚变的核心挑战被浓缩为”劳森判据”——这一物理学黄金标准要求同时满足三大条件:上亿摄氏度的极高温、足够高的粒子密度以及足够长的约束时间。传统托卡马克装置(如国际热核聚变实验堆ITER)选择牺牲密度换取约束时长,建造出重达2.3万吨的庞然大物。而Zap Energy另辟蹊径,其FuZE-3装置仅需普通车库空间,却通过Z箍缩技术创造出颠覆性的高压环境。
高压路径:密度革命的物理密码
Z箍缩技术的核心在于利用轴向电流产生的磁压效应。当50万安培电流通过等离子体时,产生的自生磁场如同无形巨手,将粒子压缩至超高密度状态。此次实现的1.6吉帕压力(约16000大气压),意味着粒子密度达到传统托卡马克的千倍以上。美国罗切斯特大学2023年《自然·物理》研究证实:在惯性约束聚变中,压力每提升一个数量级,聚变产额将呈指数级增长。这好比将数十亿人塞进足球场,原子核碰撞概率随之暴增。
稳定魔咒:剪切流破解世纪难题
高密度路径长期受困于等离子体不稳定性魔咒。在千分之一秒内,”腊肠不稳定性”会导致等离子柱如断裂的水管般崩塌。Zap Energy的革命性突破在于应用”剪切流稳定”技术——通过在等离子体柱外围制造高速旋转层,形成类似陀螺仪的稳定效应。这项创新使830兆帕电子压力稳定维持足够测量时长,成功化解了困扰学界半世纪的稳定性危机。
能量增益:下一座待攀的高峰
虽然压力突破验证了科学可行性,但距离净能量增益仍有工程鸿沟。Zap Energy计划将电流从500千安培提升至700千安培,通过增强磁压进一步突破压力极限。国际原子能机构2024年聚变能报告明确指出:多元技术路径探索是加速商业化的关键策略。相较于ITER项目动辄百亿美元投入,这种桌面式装置的研发成本仅需传统路线的零头。
星辰大海:多元路径的竞速时代
当全球目光聚焦于ITER等”国家队”时,FuZE-3的突破昭示着聚变技术多元化探索的时代已至。从劳伦斯利弗莫尔国家实验室的激光惯性约束,到托卡马克的磁约束霸主地位,再到Z箍缩技术的异军突起,人类正以百花齐放的方式逼近能量圣杯。正如实验团队所言:”我们不需要建造恒星级的装置,车库里的机器同样能创造太阳核心的环境。”
这场高压突破不仅刷新了物理极限,更重塑了聚变能源的商业化图景。当1.6万大气压的里程碑被刻入科学史册,人类距离”一升海水替代三百升汽油”的能源自由,终于不再遥不可及。在终极能源的竞速赛道上,每一次这样的突破都如同暗夜灯塔,既照亮前路,更坚定着人类终将掌控太阳之力的信念。
https://news.sina.com.cn/zx/2025-11-19/doc-infxxfwh1925131.shtml