近日,核聚变商业初创公司Longview Fusion Energy Systems(简称“Longview Fusion”)的首席执行官Edward Moses在社交媒体宣布美国国家点火设施(National Ignition Facility,NIF)实现破纪录的净能量增益(Q=4),但该消息暂未得到官方证实。

一、Longview介绍
Longview Fusion成立于2021年,总部位于加利福尼亚州奥林达,致力于凭借强大的激光器,采用与NIF相同的间接驱动方法推动激光聚变技术商业化。

Longview Fusion创始人兼首席执行官Edward Moses是美国工程院院士,曾因在推动聚变科学和技术进步的奉献获得包括Edward Teller、Fusion Power Associates领导奖在内的多个奖项。2013-2014年,Edward Moses曾担任National Ignition Facility & Photon Science(NIF&PS)主任。
2023年4月18日,美国工程建筑巨头福陆(Fluor)宣布与Longview Fusion 签署了一份谅解备忘录(MoU),后者将作为其工程和建设合作伙伴,为全球能源市场设计和规划激光聚变能源的商业化。根据谅解备忘录,福陆将利用其在开发和建设大型设施方面的经验,为Longview Fusion核聚变发电厂的开发提供初步设计和工程支持。据了解,Longview Fusion的计划是建造1000-1600MW的激光聚变发电厂,从而为居民生活或钢铁、化肥等工业生产提供无碳、安全、经济和可持续的能源。

二、NIF介绍
NIF位于美国能源部旗下的劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL) ,由国家核安全局 (NNSA) 负责维护。2009年5月,耗资超30亿美元的NIF建成完工。装置整体占地超2万平方米。

除了实现惯性激光聚变点火的功能外,NIF作为NNSA库存管理计划的重要组成部分,其目标还包括模拟核武器爆炸,以确保美国核武器功能安全。
三、NIF点火全记录
在此之前,NIF已实现7次点火,分别是:


需要指出的是,NIF描述的Q值计算的是输入到靶腔的能量与聚变反应输出能量的比值,未包含激光器系统总能耗(例如实际激光器需要消耗约300MJ电能才能输出2MJ耳激光能量)。若计入系统总能耗,Q值将远小于其宣称的数值。
四、全球激光聚变商业化公司一览
目前,全球共有10家公司选择了激光惯性约束路线,这些企业主要集中在美国和欧洲(德国/法国),日本和澳大利亚各有1家。在燃料类型的选择上,多达7家选择氘氚(DT)燃料,剩余3家选择氢硼(pB11)燃料。

NIF频频实现“净能量增益”,商业化公司数量持续新增,是否意味着激光聚变商业化已经进入快车道,有望率先实现发电?欢迎大家理性讨论!
参考资料:
- https://lasers.llnl.gov/science/achieving-fusion-ignition
- https://www.longviewfusion.com/news/fluor-partnership
- https://fusionxinvest.com/data-analysis/fusion-companies/