2026 年 2 月 17 日,总部位于新西兰惠灵顿的 OpenStar Technologies 公开演示了使用浮动超导磁体的等离子体约束。
据报道,该公司正在接受与 Peter Thiel 创立的投资基金相关人士的资金。在原型“Junior”中,在浮动状态下改善了等离子体限制性能,其中核心磁体与外部机械支撑完全分离。根据该公司的公告,这是该配置的全球首次演示。测试证实,全尺寸磁体可以在聚变条件下产生等离子体约束所需的磁场强度。
该公司正在开发一种不同于托卡马克型的浮动偶极型聚变反应堆。此前,等离子测试是通过支撑结构进行的,但浮动系统的成功集成标志着从组件验证到集成系统开发过渡的里程碑。
【编辑部评论】
这个演示值得注意的是,一家小型初创公司实际上找到了“维持聚变磁体”这一被认为是最困难的工程问题的解决方案。
浮动偶极子法是受地球和木星磁层启发的核聚变反应堆的设计概念。主流托卡马克通过将磁铁放置在环形室的外部来限制等离子体。另一方面,在这个方法中超导磁体悬浮在等离子体内。它是由日本理论物理学家长谷川彰于1987年提出的,麻省理工学院和哥伦比亚大学于2004年开始了带有支撑结构的联合实验(LDX),并于2007年至2008年报道了在完全悬浮状态下等离子体约束特性得到改善。
然而,LDX 于 2011 年停止,当时美国能源部将预算集中在托卡马克研究上。 OpenStar 的创始人兼首席执行官 Ratu Mataira 获得了惠灵顿维多利亚大学罗宾逊研究所超导相关领域的博士学位,他正试图通过称为高温超导体 (HTS) 的新一代技术来复兴这一失落的研究谱系。
据彭博社报道,在2月17日的公开演示中,一块重约0.5吨的磁铁悬挂在直径5米的真空室内,演示了在超过100万摄氏度的温度下对等离子体的约束。新西兰总理克里斯托弗·拉克森也出席了会场。该公司的原型Junior的开发成本不到1000万美元,这使其成为聚变领域投资极小的里程碑。
不过,也有一些问题需要冷静地看待。这次实现的是等离子体约束,但既没有实现持续的聚变反应,也没有实现净能量输出(输出超过输入)。据说核聚变所需的温度超过1亿摄氏度,虽然从2024年11月第一次等离子体时的约30万摄氏度进步到了这次的超过100万摄氏度,但仍有很大差距。
根据该公司的路线图,下一代机器Tahi将在大约两年内发布,旨在通过核聚变反应产生中子并将中子货币化的第三代机器Maui将在大约五年内发布,第四代机器Tama Nui可以为小城市和大型工业设施提供50至200兆瓦的电力,甚至更进一步。
纵观整个核聚变行业,全球约有50家公司在相互竞争,该行业总共投资了近100亿美元,其中包括杰夫·贝佐斯、比尔·盖茨等投资者。 Commonwealth Fusion Systems 已筹集超过 20 亿美元用于推广托卡马克技术,Pacific Fusion 已在 A 轮融资中筹集 9 亿美元用于脉冲磁场系统的研究。这是一个可以赚大钱的领域。其中,OpenStar的私人采购金额要小一个数量级,约为620万美元(根据PitchBook),而且该公司刚刚于2026年2月从新西兰政府获得了3500万美元的贷款。
另一方面,过去的 LDX 实验表明,等离子体湍流可能会沿着偶极子磁场中密度增加的方向起作用。等离子体不稳定(破坏)一直是托卡马克装置中长期存在的问题,但麻省理工学院/哥伦比亚大学的研究表明,在偶极磁场中,等离子体湍流实际上朝着密度增加的方向起作用。简单的结构允许更快的开发迭代并且可能更容易修复。
在接受彭博社采访时,马泰拉将托卡马克比作喷气发动机,将偶极子比作篝火,并表示后者可以直观地按比例放大,而无需依赖模拟。
在监管方面,新西兰传统上以其反核政策而闻名,但聚变与裂变本质上不同,需要在现有核监管框架中单独讨论,因为它本质上不存在链式反应风险和长寿命放射性废物问题。新西兰政府通过这笔贷款明确的支持立场可以被解读为它支持核聚变的迹象,至少从政策角度来看。
OpenStar 的挑战沿袭了被称为“核物理学之父”的新西兰人欧内斯特·卢瑟福 (Ernest Rutherford) 的血统。值得密切关注未来的进展,试图再次将研究的火焰从太平洋的一个小国点燃到世界各地。
【术语解释】
超导磁体
由电阻为零的超导体制成的磁铁。它可以有效地产生极强的磁场,是聚变反应堆中约束等离子体的关键技术。
高温超导体 (HTS)
一种在比传统超导体相对更高的温度下实现超导性的材料。 OpenStar 在其磁体中使用了一种名为 ReBCO(稀土钡铜氧化物)的 HTS 材料。
第一个等离子体
核聚变装置首次成功产生并限制等离子体。这是一个早期里程碑,表明该设备正在按设计运行。
LDX(悬浮偶极子实验)
麻省理工学院和哥伦比亚大学联合进行的浮动偶极子聚变实验。它于 2011 年结束,当时美国能源部的预算主要集中在托卡马克研究上。
[参考链接]
开星科技官方网站(外部)
新西兰一家初创公司开发浮动偶极型聚变反应堆。它包括路线图和技术材料。
OpenStar Technologies 官方博客(子堆栈)(外部)
它包括该公司工程师的技术解释,包括磁铁“Junior”的技术细节和偶极子方法的优点。
麻省理工学院等离子体科学与融合中心(外部)
进行浮动偶极子实验(LDX)的研究机构。我们也已经开始与OpenStar正式联合研究。
[参考文章]
惠灵顿公司获得清洁聚变发电设施的资金(外部)
新西兰政府承诺通过地区基础设施基金向 OpenStar 提供 3500 万美元贷款。这些资金将用于建造下一代 Tahi 机器的设施。
新的聚变反应堆设计使用悬浮磁铁(外部)
使用 IEEE Spectrum 的技术解释。据悉,磁体直径为1.2m,磁场强度是下一代机的四倍,第三代机之后核聚变成为可能。
一家核聚变初创公司刚刚达到一个里程碑(CNN)(外部)
带有插图的浮动偶极子方法的解释。它涵盖了从长谷川彰的提案到麻省理工学院/哥伦比亚大学的实验和 CFS 比较的所有内容。
麻省理工学院测试独特的聚变发电方法(外部)
记录了LDX(2004)开始试运行以及实现完全悬浮过程的主要信息。麻省理工学院新闻 2008 年报道。
[编者后记]
核聚变商业化的竞赛已经进入了一个新的阶段,在这个阶段中,各种方法(而不仅仅是托卡马克)同时进行。像OpenStar这样曾经因缺乏资金而停止的研究可以通过新技术重新启动的案例不仅可能发生在能源领域。
如果您正在关注任何显示出复苏迹象的技术,请告诉我们。
