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堆代码讯 当地时间 4 月 14 日,核聚变能源初创公司 Inertia Enterprises 宣布,已与劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)签署三项合作协议,旨在将这家加州实验室率先研发的激光驱动聚变反应堆技术推向商业化市场。这一合作,让这家行业内资金最充足的初创公司,在聚变商业化的赛道上,拿到了来自顶尖国家实验室的核心技术背书。
这三项协议,可能让 Inertia 在一众聚变初创公司中建立起独特的竞争优势。LLNL 旗下的国家点火设施(NIF),是目前全球唯一一个成功证明,受控聚变反应产生的能量可以超过点火所需能量的实验装置,这一里程碑式的突破,为激光聚变的商业化奠定了坚实的科学基础。而 Inertia 本身也在今年 2 月完成了 4.5 亿美元的 A 轮融资,高调亮相的它,也因此成为了核聚变行业中资金最充裕的初创公司之一。
和当前主流的磁约束聚变技术不同,Inertia 与 LLNL 主攻的是惯性约束聚变技术。这种技术并非依靠强磁场将等离子体长时间约束以促成原子融合,而是通过外力压缩燃料靶丸,在极短时间内创造出聚变所需的高温高压条件。
在 NIF 设施中,这一过程的实现堪称极致精密:192 束激光射入一个大型真空室,最终汇聚到一个名为 “黑腔” 的小型金制圆柱体上,这个圆柱体内,藏着一颗涂有金刚石涂层的燃料靶丸,尺寸仅有 BB 弹大小。当激光击中黑腔时,金制腔体被瞬间气化,释放出强烈的 X 射线,轰击内部的燃料靶丸;靶丸的金刚石涂层随之转化为等离子体,向外膨胀的同时,反过来向内压缩核心的氘氚燃料,最终触发聚变反应。而如果要让这一技术最终为电网供电,这整套复杂到极致的过程,还需要每秒重复发生多次,才能持续稳定地输出电力,这也是激光聚变商业化过程中最大的挑战之一。
其实,激光驱动反应堆的设计理论,最早可以追溯到 20 世纪 60 年代,最初它是作为研究热核武器的更安全方式被提出的,但科学家们很早就意识到了它在清洁能源发电方面的巨大潜力。NIF 设施从 1997 年启动建设,整整耗时 25 年,才终于实现了科学盈亏平衡 —— 也就是聚变反应释放的能量,超过了引发它所需要的激光能量,完成了这一领域的关键科学突破。
如今,包括 Inertia、Xcimer、Focused Energy 和 First Light 在内的多家初创公司,都在试图将这一实验室里的概念,转化为可商业化的发电厂。因为 NIF 所使用的激光器基于数十年前的旧技术,效率有限,行业普遍期待,新型的高效率激光器能够降低每次聚变点火所需的能量,让每次反应都能释放出足够的盈余能量,最终让商业发电厂实现盈利。
而 Inertia 与 LLNL 的这次合作,正是为了加速这一进程。双方的协议涵盖了两个战略合作项目,以及一份合作研发协议(CRADA)。根据协议,双方将共同开发更先进的激光器技术,同时改进燃料靶件的设计与生产工艺,以此提升聚变反应的性能,同时优化量产能力。除此之外,Inertia 还从 LLNL 获得了近 200 项相关专利的许可,这些专利覆盖了 NIF 数十年研发积累的核心技术,为公司构建起了极高的技术壁垒。
这场合作其实早有渊源。Inertia 的联合创始人兼首席科学家安妮・克里彻(Annie Kritcher),正是当年 NIF 实现科学盈亏平衡那项里程碑实验的核心设计者之一。而 2022 年通过的《芯片与科学法案》,更是为她在保留 LLNL 职位的同时创办初创公司铺平了道路,让顶尖的实验室科学家能够带着核心技术,走向商业化的落地。