總部位于加拿大的通用核聚變公司（General Fusion）在努力通過磁化靶聚變（MTF）技術(shù)改變世界的供電方式。

1、示范電廠建設(shè)

今年，通用核聚變公司宣布將為其磁化靶聚變（MTF）技術(shù)建造一座示范工廠，標(biāo)示著這場(chǎng)清潔核聚變能源商業(yè)化的競(jìng)賽達(dá)到了一個(gè)里程碑點(diǎn)。

該核電廠將用于驗(yàn)證通用核聚變公司的MTF技術(shù)是否能夠在電廠相關(guān)規(guī)模上以實(shí)用且經(jīng)濟(jì)高效的方式創(chuàng)造核聚變條件。預(yù)計(jì)2022年開始施工，大約三年后開始運(yùn)營(yíng)。

MTF與托卡馬克等其他聚變技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)，如聯(lián)合歐洲環(huán)面（JET）。兩者都需要將燃料加熱和壓縮到極高的溫度，最終開始發(fā)生聚變反應(yīng)。

和托卡馬克一樣，MTF反應(yīng)堆也包括磁場(chǎng)中的熱等離子體。但托卡馬克中的等離子體燃料使用外部能源加熱時(shí)，MTF反應(yīng)堆中的等離子體會(huì)因加壓而過熱。這個(gè)壓力是由配合產(chǎn)生壓力波的活塞施加的。

等離子體被液態(tài)金屬“壁”包圍，熱的“中子”從等離子體中逸出，并被液態(tài)金屬俘獲。

熱交換器提取能量——與其他聚變?cè)O(shè)計(jì)一樣，通過常規(guī)渦輪發(fā)電機(jī)將能量轉(zhuǎn)換為電能。

實(shí)際上，在通用核聚變公司的MTF中，這種金屬壁的形式是一個(gè)裝有液態(tài)金屬的罐，它被旋轉(zhuǎn)直到形成一個(gè)空腔。

氫等離子體被注入空腔。等離子體被壓縮并加熱到1億多攝氏度，然后發(fā)生聚變。金屬壁可以與液態(tài)鋰結(jié)合，在發(fā)電廠內(nèi)產(chǎn)生氚。

聚變示范工廠（FDP）將由英國(guó)原子能管理局（UKAEA）在牛津郡的Culham校區(qū)主導(dǎo)。

它聲稱是為支持聚變演示而建立的第一個(gè)公私合作伙伴關(guān)系，該演示將專注于提供一個(gè)完整的發(fā)電廠，而不是演示核心聚變技術(shù)。

通用核聚變公司表示，F(xiàn)DP將確認(rèn)MTF技術(shù)的性能和經(jīng)濟(jì)性，以便該公司能夠?qū)⑵鋽U(kuò)展到商業(yè)核聚變?cè)囼?yàn)工廠。

MTF發(fā)電廠的關(guān)鍵部件是等離子體噴射器、活塞和液態(tài)金屬渦流，在一個(gè)在直徑僅為3米的中心堆芯反應(yīng)堆中。

目前，通用聚變公司正在開發(fā)和優(yōu)化這些組件，以加快示范電廠的建設(shè)。

2、發(fā)揮聚變能源優(yōu)勢(shì)

通用聚變公司表示，這種實(shí)用的方法將最大限度地利用現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)，因此從技術(shù)測(cè)試到商業(yè)部署的時(shí)間更短。

FDP的目標(biāo)是在21世紀(jì)30年代初為商業(yè)試點(diǎn)工廠“創(chuàng)造條件”。

該公司列舉了四個(gè)優(yōu)勢(shì)，它相信這四個(gè)優(yōu)勢(shì)將更快發(fā)揮聚變能源的全部長(zhǎng)處，他們是：

材料耐久性：液態(tài)金屬襯里可以保護(hù)MTF結(jié)構(gòu)不受聚變反應(yīng)釋放的中子的影響，克服了面向等離子體材料的結(jié)構(gòu)損壞問題（也稱為“第一壁”問題）。

燃料制造：通用聚變公司使用高功率活塞將等離子體壓縮到聚變狀態(tài)。高速數(shù)字控制管理和500個(gè)驅(qū)動(dòng)器活塞，以便在毫秒內(nèi)完成壓縮過程。當(dāng)液態(tài)金屬壓縮等離子體時(shí)發(fā)生聚變，導(dǎo)致能量和氚的釋放，這些能量和氚將被捕獲并用作燃料。

能量轉(zhuǎn)換：在商業(yè)中試工廠中，熱量將從金屬中提取出來并用于產(chǎn)生蒸汽。蒸汽將驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)并發(fā)電，這是當(dāng)今發(fā)電中常用的方式。

能源經(jīng)濟(jì)性：MTF易于制造和擴(kuò)展，因?yàn)樗褂煤?jiǎn)單的電磁鐵，避免了昂貴的激光器。使用實(shí)用的、現(xiàn)有的技術(shù)——蒸汽驅(qū)動(dòng)活塞——將等離子體壓縮到聚變狀態(tài)，不需要其他聚變方法中使用的奇異激光或巨大磁鐵。蒸汽活塞實(shí)際上在商業(yè)電廠中使用，電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在市場(chǎng)上也很容易買到。

3、擴(kuò)大規(guī)模

通用核聚變公司的FDP計(jì)劃于2022年開工，預(yù)計(jì)2025年開始運(yùn)營(yíng)。

FDP的規(guī)模將達(dá)到商業(yè)中試工廠的70%，預(yù)計(jì)占地面積約11000平方米，擁有3000噸機(jī)器。在這種規(guī)模下，據(jù)稱FDP比任何其他聚變能原型更接近發(fā)電廠。

FDP和商業(yè)試驗(yàn)工廠將達(dá)到等離子體聚變溫度——超過1億攝氏度。達(dá)到熔合溫度，允許通用聚變公司使用可擴(kuò)展到發(fā)電廠的方法證明原型的性能。

通用聚變公司與工程和建筑公司Hatch合作，支持FDP的開發(fā)和交付。

這包括Hatch對(duì)通用聚變公司6500萬美元的E輪融資。

通用核聚變公司首席執(zhí)行官Christofer Mowry在宣布合作關(guān)系時(shí)說，“聚變技術(shù)商業(yè)化的成功取決于全球能源行業(yè)相關(guān)者的積極參與。Hatch的加入受到高度重視，他們了解電廠工程的實(shí)際情況，并將有助于確保我們開發(fā)一種實(shí)用且按需的清潔技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)我們都在談?wù)摰哪茉崔D(zhuǎn)型。”

Hatch將電廠設(shè)計(jì)、選址、許可和其他專業(yè)能力引入該項(xiàng)目，并表示將在現(xiàn)有140名員工的基礎(chǔ)上增加三倍，以支持該項(xiàng)目并進(jìn)一步開發(fā)該技術(shù)。

4、向世界展示聚變技術(shù)

通用聚變公司的FDP將向潛在客戶（如公用事業(yè)公司）展示其技術(shù)，這些客戶將對(duì)FDP的提出他們的期望需求，公司將利用這一點(diǎn)優(yōu)化商業(yè)設(shè)計(jì)，以滿足他們的需求。

FDP大樓由屢獲殊榮的英國(guó)建筑師Amanda Levete設(shè)計(jì)，主題是“開放、透明、鼓舞人心”，以展示聚變能源在緩解氣候變化方面的潛力。

在Culham校園，為了吸引游客，進(jìn)行了各種環(huán)境設(shè)計(jì)，包括教育走廊，提供相關(guān)聚變前沿信息展示，引發(fā)游客思考清潔能源的未來。

作為第一家獲得多個(gè)政府支持的私營(yíng)公司，通用聚變公司表示，它正在創(chuàng)造新的國(guó)際合作模式。

通過與UKAEA的合作，它正在將其市場(chǎng)份額從北美擴(kuò)展到歐洲，擴(kuò)大公司在政府、相關(guān)機(jī)構(gòu)和工業(yè)領(lǐng)域的全球網(wǎng)絡(luò)。

通用聚變公司還積極參與市場(chǎng)，以形成早期采用者的渠道。通過該網(wǎng)絡(luò)，公司將不斷改進(jìn)研發(fā)技術(shù)，以滿足客戶的需求。