客观日本

核聚变研究正式展开,需要复合技术以及广泛参与

2024年03月19日 能源环境

越来越多的初创企业开始致力于实现作为下一代发电方法而备受关注的核聚变发电。大阪大学的初创企业EX-Fusion(大阪府吹田市)正致力于研究通过激光实现核聚变。本报记者就激光核聚变的现状和日本的支援政策采访了该公司首席执行官(CEO)松尾一辉。

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松尾一辉、EX-Fusion首席执行官(CEO)。2020年毕业于大阪大学研究生院理学研究科。曾任加州大学圣地亚哥分校博士研究员,2021年创立EX-Fusion后任现职。在大阪大学就读期间,在激光科学研究所教授藤冈慎介的指导下,曾致力于研究高速点火方式的核聚变等离子体加热等课题。

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EX-Fusion开发的用于技术验证的激光核聚变反应堆

——激光核聚变采用怎样的机制?

“激光核聚变采用的机制是使用高功率的激光压缩和加热燃料液滴,从而引发核聚变。由于激光器独立于发电部分,因此较容易实现设备的小型化,而且比其他核聚变方法具有更高的燃烧效率,所以能有效使用燃料也是其特点之一。”

“激光核聚变研究已有50年的历史。2022年,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室实现了输入能量1.5倍的能量产出。在核聚变反应中,目前只有激光方式实现了与输入能量同等以上的能量产出的“能量增益”。”

——日本的优势是什么?

“在世界范围内来看,引领激光核聚变的是美国、法国以及日本。其他团队采用了在大型激光装置中同时进行燃料压缩和加热的“中心点火方式”,而大阪大学则一直在研究压缩燃料后再用激光加热的“高速点火方式”。这种方式与中心点火方式相比,可以高效、稳定地实现核聚变,而且更容易实现设备的小型化。”

——实际应用中面临许多挑战吧。

“必须精确且准时地将脉冲激光射到液滴上。每秒要重复射出10次,还需要有连续射出液滴的技术。”

“另一方面,高强度的激光技术将成为产业基础。该技术也可用于激光加工和重粒子射线治疗。此外,捕捉液滴并射出激光的技术也可用于清除在太空中漂浮的空间碎片。希望在充分发挥激光技术应用范围的同时,推进核聚变的研究。”

——日本政府正在加大力度支援核聚变发电。

“此前,核聚变研究主要以利用磁场控制等离子体的“托卡马克型”为中心,对激光核聚变的支援极少。但是计划2024年度开始公募的登月型研发制度中,将实施不现职反应堆类型的支援措施,这将成为推进激光核聚变开发的有力后盾。”

“核聚变发电是综合了多种要素的综合技术,因此有必要建立完善的供应链。这是一个到目前为止没有完整供应链的领域,因此能否构建供应链以及企业如何参与将变得非常重要。”

原文:福井健人、《日经产业新闻》、2024/3/4
翻译:JST客观日本编辑部