氣槍核聚變又稱射彈核聚變,是用氣槍或電磁發射器發射射彈,撞擊特殊設計的靶,沖擊能量聚焦核燃料,實現核聚變并釋放核能;釋放的能量被反應腔室內流動的液體金屬吸收升溫,進而通過熱交換將熱能傳遞給冷卻液,冷卻液受熱產生蒸汽驅動渦輪機發電。
氣槍核聚變是一種脈沖式的慣性約束核聚變,脈沖頻率為10秒/次。核聚變是一種核反應形式,磁力約束、慣性約束、磁-慣性約束是核聚變等離子體常見約束方式,根據約束方式不同,核聚變分為磁約束核聚變、慣性約束核聚變、磁-慣性約束核聚變等。
槍蝦是氣槍核聚變的仿生對象,即模仿槍蝦攻擊獵物時,沖擊波擊潰氣泡產生高溫和大沖擊波的原理。氣槍核聚變可以靈活設定脈沖頻率和每次發射的能量,相比于傳統方法,具有風險低、安全、節能、簡單、成本低等優勢。氣槍核聚變可以減小核電廠規模、降低風險,被認為是實現商業上可行的核聚變發電的最快途徑。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2029年氣槍核聚變(射彈核聚變)行業市場深度調研及投資前景預測分析報告》顯示,英國在氣槍核聚變領域處于領先水平,相關企業及研究單位包括英國牛津大學、英國原子能管理局(UKAEA)、英國國家核實驗室(NNL)、英國第一光聚變公司(First Light Fusion,簡稱FLF)等。
FLF于2011年從英國牛津大學中分離出來,專注于用氣槍等沖擊實現D-T慣性約束核聚變的研究,計劃2032年建成發電量約為500兆瓦的中試發電工廠。2022年2月FLF完成了4500萬美元的C輪融資,投資方包括Hostplus、Oxford Science Enterprises、騰訊等;2023年1月,FLF宣布電磁發射器M4的開發計劃,預計2027年投入使用;2024年2月,FLF利用美國桑迪亞國家實驗室Z機進行了聚變實驗,并獲得了在2025年再用Z機實驗兩次機會;2024年4月,FLF打破美國桑迪亞國家實驗室的壓力世界紀錄,將壓強提高到1.85TPa。
新思界
行業分析人士表示,目前氣槍核聚變仍處于研究中,距離商業化還較遠。但氣槍核聚變具有節能、風險較低、成本低等一定優勢,隨著全球核聚變商業化進程加快,氣槍核聚變市場關注度將提升。
作為清潔能源,核聚變對人類意義重大,尤其是可控核聚變。自2018年以來,隨著技術突破,全球核聚變企業數量不斷增加,2023年新增10余家,總數達40多家,包括聯邦聚變系統公司、TAE Technologies、xcimer energy、Helion Energy、中核集團、新奧集團、能量奇點等。整體來看,美國、歐洲地區核聚變企業數量最多。