聚变能源通常让人联想到布满大型激光器或磁体的庞大工业设施，但马萨诸塞州剑桥市的一家初创公司一直在悄然打造一台可以放在桌面上的装置。
在我与Cambridge Heavy Industries联合创始人兼CEO Yun Kai进行视频通话时，该装置的光学器件就陈列在他身后。这家公司一直隐秘运营于MIT附近的一个小型实验室，Kai向TechCrunch独家展示了其正在开发的技术。
“我们特意建造了一个小型模块化反应堆。它很小，是台式的，”他告诉我。“正因为小，一切都变得更容易。”
小巧的尺寸让Cambridge Heavy能够快速实验和迭代。“小型模块化的特性可以支持每天50到80次实验、50到80次发射，”他说。这些实验产生的数据将用于借助AI优化设计的模拟。
这种灵活的做法吸引了投资者的关注。这家初创公司最近完成了620万美元种子轮融资，由Azolla Ventures领投，Overlay、Neta Foundation、P3A、MassCEC和Rothrock家族参投。
Cambridge Heavy的聚变反应堆使用激光压缩燃料靶，这与那项证明可控聚变反应能够产生超过所消耗能量的开创性实验类似。但与其他惯性约束设计不同，Cambridge Heavy的设计将引发聚变所需的激光数量降至最低。
该系统使用两台主激光驱动点火。其中一束激光被分成多条光束，以同心环的形式传输光。这些激光环经过精确计时，依次照射扁平的圆形燃料靶，从外向内依次进行。第一个激光环在靶内启动一道向内传播的压缩波。随后的激光环经过精确计时，在恰当时机增强这道波，进一步压缩燃料。
当冲击波到达靶中心时，一束激光照射靶材，产生热量并生成磁场。在适当的压力和热量条件下，聚变随之发生。
Kai表示，Cambridge Heavy的设计能以相对较低的激光功率产生高压。这一概念源自MIT化学家Keith Nelson的实验室。在那里，研究人员利用激光脉冲研究极端条件下的材料。当他们不断提高压力时，意识到自己正接近实现聚变的条件。
Cambridge Heavy计划在大约十年内将这一概念发展为发电厂，不过这需要扩大设计规模。它将比目前的台式原型机更大，但不会像其他聚变发电厂那样庞大。Kai表示，其面积应约为两个篮球场大小，届时将验证这一方法能否产生足够能量以支撑一座发电厂。
不过在此之前，Cambridge Heavy计划利用其较小规模的装置生产氚——一种稀有的氢同位素，目前正在建设中的几乎所有聚变发电厂都将用到它。如今氚的售价约为每克3万美元。
每座发电厂并不需要太多氚——每年只需几克——但这种物质极为稀缺，目前全球仅存约40公斤。最近一项研究预测，如果没有新的来源，到2054年聚变电力行业将短缺约28公斤氚。按当前价格计算，这相当于价值约8.4亿美元的氚。
聚变初创公司正在设计燃料系统，以帮助反应堆在氚供应方面基本实现自给自足，尽管可能仍需偶尔补充。但Kai表示，这一过程可能需要长达10年时间，这为Cambridge Heavy在推进发电厂计划的同时带来了多年的潜在收入。
- Ivan Mehta