在18日舉行的美國物理學會等離子體物理分部年度會議上，美國聚變能源技術公司Zap Energy宣佈，其最新一代“聚變Z箍縮實驗3”（FuZE-3）在實驗中獲得高達830兆帕的電子壓力，對應等離子體總壓力約1.6吉帕。該成果刷新了迄今在剪切流穩定Z箍縮裝置中實現的壓力紀錄，是邁向聚變能量增益道路上的重要一步。

實現可控核聚變需要在極短時間內獲得高溫高密度等離子體，其壓力是綜合反映溫度與密度的關鍵指標。壓力越高，發生的聚變反應就越頻繁，從而更接近能源輸出大於輸入的目標。與尋求極高壓力或極長約束時間的其他路線不同，Zap Energy的剪切流穩定Z箍縮技術試圖在壓縮效率與等離子體穩定性之間尋找平衡。

此次，團隊利用“光學湯姆孫散射”技術測得等離子體電子壓力達830兆帕。等離子體不僅由電子組成，還包含品質更大的離子，當電子和離子溫度接近時，二者都會對壓力作出貢獻，因此總壓力約為電子壓力的兩倍，達到1.6吉帕。1吉帕相當於海平面大氣壓的約10000倍，或馬里亞納海溝海底壓力的10倍。相關高壓狀態可維持約1微秒（百萬分之一秒）。

最近的FuZE-3實驗中，多次重複放電測量顯示，電子密度處於3×1024m-3—5×1024m-3範圍，電子溫度則超過1keV（約為1167萬攝氏度）。

FuZE-3的設計目標是在“三重乘積”（密度×溫度×約束時間）上達到新的高度，這是聚變性能的重要指標。

【總編輯圈點】

Zap Energy採用的剪切流穩定Z箍縮技術，與我們熟知的“托卡馬克”裝置技術路線不同。“Z箍縮”採用了強磁場和高密度等離子體來控制和加熱氫等核燃料，從而實現聚變反應。這種技術路徑裝置結構簡單、成本可大幅降低，體積可以做得更小。產生淨能量增益是可控核聚變實用的終極目標之一，此次FuZE-3取得的優異成績，意味著它離產生可控核聚變反應更近了一步，讓人類在探索終極清潔能源的道路上多了一種可能性。

來源：中國科技日報