Cambridge Heavy Industries 在 MIT 附近秘密研发桌面级聚变装置

聚变能源通常让人联想到布满大型激光器或磁体的庞然大物级工业设施，但马萨诸塞州剑桥市的一家初创公司一直在默默打造一种可以放在桌面上的设备。

设备的光学元件在 Yun Kai（Cambridge Heavy Industries 的联合创始人兼首席执行官）身后展示，他正在与我进行视频通话。该公司一直在 MIT 附近的一个小实验室里秘密运营，Kai 向 TechCrunch 独家展示了他们正在研发的技术。

"我们刻意打造了一个小型模块化反应堆。它非常小巧，可以放在实验台上，"他告诉我。"因为体积小，所以一切都变得更容易。"

体积小使得 Cambridge Heavy 能够快速进行实验和迭代。"小型模块化设计每天可以进行 50 到 80 次实验，每天发射 50 到 80 次，"他说道。来自这些实验的数据将输入利用 AI 优化设计的模拟中。

这种灵活的方式引起了投资者的关注。该初创公司最近完成了由 Azolla Ventures 领投、Overlay、Neta Foundation、P3A、MassCEC 以及 Rothrock 家族参与的 620 万美元种子轮融资。

Cambridge Heavy 的聚变反应堆使用激光来压缩燃料靶丸，类似于那项证明了受控聚变反应能够产生超过其自身消耗能量的突破性实验。但与其他惯性约束设计不同，Cambridge Heavy 的方案将触发聚变所需的激光数量减至最少。

该系统使用两台主激光器来驱动点火。其中一台激光器被分成多条光束，以同心圆环的形式传输光线。这些激光环经过精确计时，按顺序从外向内依次击中扁平的圆形燃料靶丸。第一道环在靶丸内启动一道向内传播的压缩波。随后的激光环在恰当的时机进一步加强这道波，以进一步压缩燃料。

当冲击波到达靶丸中心时，一束激光射向靶丸，产生热量并形成磁场。在恰到好处的压力和热量下，聚变反应就会发生。

Kai 表示，Cambridge Heavy 的设计以相对较低的激光功率产生高压。该概念源于 MIT 化学家 Keith Nelson 的实验室。当时，研究人员利用激光脉冲来研究极端条件下的材料。当他们逐步提高压力时，意识到自己正在接近满足聚变条件的工况。

大约十年后，Cambridge Heavy 计划基于该概念开发一座发电站，尽管这需要对设计进行放大。它将比目前的台式原型更大，但不会像其他聚变发电站那么大。Kai 表示，它的规模大约相当于两个篮球场，并且将验证该方法是否能产生足以支撑一座发电站的能量。

不过在那之前，Cambridge Heavy 计划利用其较小规模的设备来制造氚——一种氢的稀有同位素，几乎所有在建或筹划中的聚变发电站都将使用它。目前氚的售价约为每克 30,000 美元。

每座发电站对氚的需求量并不大——大约每年以克为单位——但这种物质极其稀有，目前全世界仅有约 40 公斤。一项近期研究预测，如果没有新的来源，到 2054 年聚变电力行业将短缺约 28 公斤。按当前价格计算，这价值约 8.4 亿美元的氚。

聚变初创公司正在设计燃料系统,以使反应堆在氚供应方面基本自给自足,虽然它们可能需要偶尔补充。但 Kai 表示,这一过程可能需要长达 10 年的时间,这为 Cambridge Heavy 提供了多年的潜在收入,同时它也在推进其发电厂的建设。

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Tim De Chant 是 TechCrunch 的资深气候记者。他曾为众多刊物撰稿,包括《连线》杂志、《芝加哥论坛报》、Ars Technica、The Wire China 以及 NOVA Next(他曾是该刊物的创始编辑)。

De Chant 同时也是 MIT 科学写作研究生项目的讲师,并于 2018 年获得 MIT Knight 科学新闻奖学金,在此期间他研究了气候技术并探索了新闻业的新商业模式。他在加州大学伯克利分校获得了环境科学、政策与管理博士学位,并在圣奥拉夫学院获得了环境研究、英语和生物学学士学位。

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