激光慣性約束聚變簡稱激光聚變,是一種可控核聚變技術,即利用激光裝置驅動含有氘氚燃料的靶丸,通過壓縮和加熱氘氚等離子體至高能量密度狀態并維持一定時間,從而實現聚變反應并釋放能量。根據驅動方式不同,激光聚變主要分為間接驅動、直接驅動、混合驅動三種類型。
目前可控核聚變技術路線主要有三種,分別為重力場約束核聚變、磁約束核聚變以及激光聚變,激光聚變優勢在于能夠提供更高的溫度和壓力,但其技術門檻相比于磁約束核聚變更高。激光聚變過程分為強光輻照、內爆壓縮、聚變點火及聚變燃燒四個主要階段。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年全球激光慣性約束聚變(激光聚變)行業深度市場調研及重點區域研究報告》顯示,目前來看,中美兩國在激光聚變領域處于領先水平,尤其是美國。美國國家點火裝置(NIF)是美國能源部國家核安全局(NNSA)關鍵項目之一,也是全球最大的激光器聚變裝置。NIF于2009年建成,2022年實現了熱核聚變點火,截止至目前,NIF已經實現4次點火成功。
2023年,美國能源部宣布提供4200萬美元資助“慣性約束核聚變能源科學和技術加速研究”(IFE-STAR)計劃,這將進一步助推激光聚變技術發展。美國激光聚變相關研究單位及企業有羅切斯特大學、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)、科羅拉多州立大學、Xcimer Energy、LongView、Blue Laser Fusion(藍色激光聚變)等。
我國激光核聚變實驗裝置“神光”于1986年研制成功,經過不斷研究和改進,目前激光核聚變裝置神光III號已位居亞洲第一、全球第二,但相比于NIF,其在總能量、激光束數量、單束激光能量等方面還存在一定差距。目前我國以發展磁約束核聚變為主,但在激光聚變領域研究也不斷深入,相關研究單位有中國工程物理研究院激光聚變研究中心、上海激光等離子體研究所、上海光學精密機械研究所等。
新思界
行業分析人士表示,我國商業可控核聚變初創企業包括能量奇點、星環聚能、聚變新能、新奧集團、翌曦科技等。激光聚變是實現可控核聚變的主要技術之一,目前美國處于全球領先水平,我國激光聚變研究起步較晚,但經過多年發展與積累,激光聚變技術緊隨美國之后,發展實力不可小覷。