剑桥重工一直在悄悄打造桌面融合设备

聚变发电通常会让人联想到配有大型激光器或磁铁的大型工业设施，但马萨诸塞州剑桥的一家初创公司一直在悄悄建造一种可以安装在桌面上的设备。剑桥重工联合创始人兼首席执行官云凯在视频通话中与我聊天时，他身后展示了该设备的光学器件。该公司一直在麻省理工学院附近的一个小实验室里秘密运营，Kai 向 TechCrunch 独家介绍了该公司正在开发的技术。 “我们特意建造了一个小型模块化反应堆。它很小，是台式的，”他告诉我。 “因为它很小，所以一切都变得更容易。”小尺寸使得剑桥重型能够快速进行实验和迭代。 “小模块性质可以进行 50 到 80 次实验，每天进行 50 到 80 次拍摄，”他说。这些实验的数据将提供给使用人工智能来优化设计的模拟。这种灵活的做法引起了投资者的关注。该初创公司最近筹集了 620 万美元种子轮融资，由 Azolla Ventures 领投，Overlay、Neta Foundation、P3A、MassCEC 和 Rothrock 家族参与其中。剑桥重工的聚变反应堆使用激光压缩燃料目标，类似于突破性的实验，证明受控聚变反应可以产生比消耗更多的能量。但与其他惯性约束设计不同的是，剑桥重工的设计最大限度地减少了引发聚变所需的激光器数量。该系统使用两个主激光器来驱动点火。一束激光被分成多条光束线，在同心环中传输光线。这些激光环按时间顺序依次撞击扁平的圆形燃料目标，从外部开始并向内工作。第一个环在目标内启动压缩波，该压缩波开始向内传播。随后的激光环定时在适当的时刻增强波以进一步压缩燃料。当冲击波到达目标中心时，激光向目标发射，产生热量并产生磁场。只要施加适量的压力和热量，就会发生融合。凯说，剑桥重工的设计可以用相对较低的激光功率产生高压。这个概念来自麻省理工学院化学家 Keith Nelson 的实验室。在那里，研究人员使用激光脉冲来研究极端条件下的材料。当他们加大压力时，他们意识到自己正在接近聚变准备条件。剑桥重工计划在大约十年内根据这一概念开发一座发电厂，尽管这需要扩大设计规模。它将比目前的台式原型机更大，但不像其他聚变发电厂那么大。凯表示，它的大小应该约为两个篮球场，它将测试这种方法是否能够产生足够的能量来支持发电厂。不过，在此之前，剑桥重工计划使用其较小规模的设备来制造氚，这是一种稀有的氢同位素，目前几乎所有在建的聚变发电厂都将使用氚。目前氚的售价约为每克 30,000 美元。每个发电厂每年不需要大量的氚——大约为克——但这种物质非常稀有，目前仅存在约 40 公斤。最近的一项研究预测，如果没有新的来源，到 2054 年，聚变发电行业将短缺约 28 公斤的氚。按目前的价格计算，氚的价值约为 8.4 亿美元。聚变初创公司正在设计燃料系统，该系统将帮助反应堆在氚供应方面基本上实现自给自足，尽管它们可能需要偶尔补充。但凯表示，这一过程可能需要长达 10 年的时间，这为剑桥重工在建设发电厂的过程中带来了数年的潜在收入。