Inertia Enterprises将聚变燃料制造时间从数天缩短至数分钟

聚变初创公司Inertia Enterprises表示，它已找到一种方法，将制造燃料芯块的时间从几天缩短到几分钟。该公司称，通过缩短燃料填充时间，它已消除了实现其商业发电厂第一阶段目标所必须克服的十大障碍之一。

这家初创公司让TechCrunch独家首次了解了这一过程。这一进展并非板上钉钉：投资者向Inertia提供了4.5亿美元，前提是它能够将国家点火装置（NIF）开发的技术商业化，而NIF是一项精密的科学实验，需要精心维护和操作。

在NIF，制造燃料芯块可能需要一周或更长时间，且成本高昂。这对盈利运营来说并非良策。Inertia联合创始人兼首席执行官杰夫·劳森（Jeff Lawson）告诉TechCrunch：“但当你真正深入了解时，你会想，等等，他们一年只生产少量。

”“我戴上商业帽子，心想，等等，我知道这个词：原型。”在Inertia，团队着手将这些原型转变为可大规模制造的产品。“这就是我们从苹果等公司招聘人员的原因，”他说。“有一群工业工程师说，‘好吧，我想我必须去弄清楚如何在工厂里将其量产十亿次。

’”不过，NIF的燃料芯块远非iPhone可比。

其外部是球形金刚石壳，内部紧贴着一层冷冻的氘和氚，这两种氢同位素可为聚变反应堆提供燃料。结晶层内部是气态氘和氚的混合物。每个固体层必须尽可能接近完美球形。这些燃料芯块随后被包裹在称为黑腔的金外壳中，黑腔将激光能量转化为X射线，压缩内部的燃料芯块。

如果一切按计划进行，这种压缩会导致原子聚变并释放能量。但球形形状即使有微小瑕疵也可能扰乱点火过程，阻止聚变反应充分发挥潜力。Inertia必须将这一过程压缩到具有商业意义的程度，同时又不偏离NIF发现的物理原理。

“如果你试图更快地完成，会发生什么？”劳森说。团队有先发优势：Inertia联合创始人兼首席科学家安妮·克里彻（Annie Kritcher）设计了NIF上首个输出功率超过输入功率的聚变实验。

经过几轮开发，这家初创公司能够在约30分钟内生长出晶体，而在NIF这可能需要长达一周。总体而言，单个燃料芯块可在约两到三小时内制成，且该过程可扩展到工业规模。Inertia在劳伦斯利弗莫尔国家实验室的NIF帮助下开发了这一工艺，并与该实验室建立了公私合作伙伴关系。

不过，Inertia拥有NIF所不具备的优势。由于这家初创公司计划使用比NIF目前所用激光器功率强四倍的激光器，它可以容忍燃料芯块中更多的瑕疵。这也帮助加快了制造过程。“我们实际上有很大的余量，”劳森说。

“我们的策略是让驱动器（即激光器）尺寸过大，从而在系统的其他部分拥有充足的调整空间。”减少燃料填充时间还会产生连锁效应，降低Inertia在任何给定时间需要持有的氚量。氚具有放射性，处理起来需要小心。

据《科学》杂志报道，目前氚价格极其昂贵，每克约3万美元，全球库存仅约25公斤。与许多聚变初创公司一样，Inertia计划借助聚变反应自行生产氚，但仍需一定库存才能启动。此外，缩短制造时间有助于保持库存量小。

Inertia预计其全尺寸商业发电厂每秒将使用10个燃料芯块。“通过减少这一步骤的延迟，你让设施更小；让整个系统更快、更高效，”劳森说。