核聚变发电通常会让人联想到布满大型激光器或磁体的庞大工业设施,但马萨诸塞州剑桥的一家初创公司一直在悄悄打造一款可以放在桌面上的装置。
在一次视频通话中,Cambridge Heavy Industries 联合创始人兼首席执行官 Yun Kai 身后展示着这台装置的光学部件。该公司一直在靠近 MIT 的一间小型实验室里低调运营,Kai 向 TechCrunch 独家展示了其正在开发的技术。
“我们特意做了一个小型模块化反应堆。它很小,是台式的,”他对我说,“因为它小,所以一切都更容易。”
这种小体积让 Cambridge Heavy 能够快速试验和迭代。Kai 说:“小模块的特性可以支持每天 50 到 80 次实验,50 到 80 次发射。”这些实验数据将用于输入模拟系统,并借助人工智能优化设计。
这种灵活的做法吸引了投资者关注。该初创公司最近完成了一轮 620 万美元的种子轮融资,由 Azolla Ventures 领投,Overlay、Neta Foundation、P3A、MassCEC 以及 Rothrock 家族参与投资。
Cambridge Heavy 的核聚变反应堆使用激光压缩燃料靶,类似于那项具有突破性的实验——该实验证明,受控核聚变反应可以释放出比消耗更多的能量。但与其他惯性约束设计不同,Cambridge Heavy 尽量减少了点燃核聚变所需的激光数量。
该系统使用两台主激光器来驱动点火。其中一台激光被分成多条光束通道,以同心环的形式传递光线。这些激光环会按顺序、从外向内依次照射平坦的圆形燃料靶。第一圈激光会在靶内启动一股压缩波,并使其向内传播;随后几圈激光会在恰当时刻增强这股波,从而进一步压缩燃料。
当冲击波到达靶心时,另一束激光会照射靶体,产生热量并形成磁场。在合适的压力和热量条件下,核聚变就会发生。
Kai 表示,Cambridge Heavy 的设计能够以相对较低的激光功率产生高压。这个概念源自 MIT 化学家 Keith Nelson 的实验室。在那里,研究人员使用激光脉冲研究极端条件下的材料。随着压力不断提高,他们意识到自己已经接近可实现核聚变的条件。
Kai 说,大约十年内,Cambridge Heavy 计划基于这一概念开发出一座发电厂,但这需要扩大设计规模。未来装置会比当前的台式原型更大,但又不会像其他核聚变发电厂那样庞大。他表示,规模大约相当于两个篮球场,并将测试这种方法是否能够产生足以支撑发电厂运行的能量。
不过在那之前,Cambridge Heavy 计划先利用更小规模的设备生产氚。氚是一种稀有的氢同位素,今天几乎所有正在开发中的核聚变发电厂都将使用它。当前氚的售价约为每克 3 万美元。
每座发电厂所需的氚并不多——每年大约按克计算——但这种物质极为稀缺,目前全球只有约 40 公斤。最近一项研究预测,如果没有新的来源,到 2054 年核聚变发电行业将短缺约 28 公斤氚。按当前价格计算,这相当于价值约 8.4 亿美元的氚。
核聚变初创公司正在设计燃料系统,以帮助反应堆在氚供应方面实现大体自给自足,尽管它们可能仍需要偶尔补充。Kai 说,这一过程可能长达 10 年,这也意味着 Cambridge Heavy 在推进发电厂项目的同时,未来几年可能拥有潜在收入来源。











