瓶中闪电：Zap Energy的稳扎稳打如何重塑核聚变格局
持续功率实现二十倍跃升听起来令人印象深刻——但其真正的故事在于该公司未提及之处。
华盛顿州埃弗雷特市——在一个比家用热水器大不了多少的真空室内，Zap Energy公司一直在默默追求着核聚变领域一个鲜少成为头条新闻的目标：让那些看似不起眼却至关重要的部件能够正常运行，并且每次都能完美运作。
今天，这家私营核聚变初创公司透露，其Century测试平台目前以0.2赫兹的频率运行，即每五秒发射一次等离子体。每次脉冲将500千安培的电流导入一个内衬循环液态铋的反应室。该机器能够维持39千瓦的直接反应室功率，比2024年的水平跃升了二十倍。
然而，公告中并未出现核聚变爱好者们最想听到的词：突破。Zap Energy公司并未声称实现了净能量增益、世界纪录级的等离子体条件，甚至也没有提及核聚变本身。Century平台使用的是普通的氢气或氦气，而非驱动真正核聚变反应的氘-氚混合物。没有中子逸出，也没有能量增殖。
这种克制或许是这个故事中最能说明问题之处。
一台能反复“闪电”的机器
试想一下：每一次等离子体脉冲都携带着一道闪电二十倍的电流，被压缩到一个可以塞进厨房电器大小的空间里。一个液态回路推动着1.1吨的铋在反应室中循环，其速度和温度足以摧毁普通材料。为了维持平衡，一台定制的空冷式热交换器迅速带走200千瓦的热量，同时，液态金属尖端电极能够抵御住这些巨大脉冲的冲击。
自2024年6月推出以来，Century平台在各种配置下已发射超过10,000次。今年2月，美国能源部批准了一项三小时的运行测试，该机器连续发射了1,080次——这是美国能源部12亿美元里程碑式核聚变发展计划下的一个早期里程碑。
这一成就显得刻意低调。当其他实验室和公司大肆宣扬创纪录的增益或激进的时间表时，Zap Energy却在谈论电极冷却系统和液态金属的稳定性。这些并非吸引眼球的头条新闻内容，但它们正是决定未来核聚变发电厂成败的关键细节。
构建“幕后”部件
Zap Energy系统工程副总裁马修·汤普森（Matthew Thompson）直言不讳地表示：“Century平台的真实世界测试意味着我们已经开始识别并解决许多最棘手的商业技术问题。”请注意他的用词——是“正在解决（solving）”，而非“已经解决（solved）”。这是一场持久战。
Century平台真正展示的是其集成能力。它汇集了脉冲式核聚变的三项关键技术：能够数千次发射而不会失效的电力系统、能够吸收巨大热量的液态金属壁，以及坚韧到足以承受任何固体材料都无法承受的条件的电极。
所有这些都毫不起眼。工程师们正在努力解决洛伦兹力如何使液态金属产生涟漪、如何防止铋蒸汽污染等离子体、脉冲功率电容器如何经受住无休止的发射、以及电极设计如何抵御数百万次发射后的侵蚀等问题。这相当于工程领域的管道工作——杂乱、重要，但在其正常工作时却不为人所见。
上个月发表在《聚变科学与技术》（Fusion Science and Technology）上的一篇经过同行评审的论文，详细介绍了Century平台的设计和早期运行情况，凸显了Zap Energy公司偏爱有条不紊的工程实践而非炒作。
为何选择铋，以及这为何重要
选择铋作为反应室壁材料，很大程度上说明了Zap Energy的策略。铋能导电、屏蔽表面，并在真空下不沸腾地带走热量。这使得研究人员能够在接近实际电厂运行的条件下，探索液态金属水力学、磁流体力学和热管理等问题。
但铋有一个很大的缺点：它无法增殖氚，而氚是与氘结合驱动核聚变的放射性同位素。实际的核聚变电厂将需要锂基冷却剂来实现这一点。因此，Century平台避开了氚生产、中子损伤和严格监管等棘手问题。实际上，它是一个“沙盒”式试验场，工程师们可以在这里对“电厂辅助系统”进行压力测试，而将燃料循环问题留待日后解决。
这意味着Century平台并不能直接证明Zap Energy的核聚变概念——即剪切流稳定Z箍缩技术，该技术通过流经等离子体的电流产生的磁场来压缩等离子体。为此，Zap Energy使用另一台名为FuZE的机器，该机器确实会产生中子。Century平台关注的是基础结构，而非核心的聚变反应。
竞争日趋白热化
Zap Energy发布公告之时，正值核聚变领域的讨论重心发生转变。就在去年，Helion Energy公司在华盛顿州破土动工建设世界上第一个由私人资助的并网核聚变电厂，并获得了微软的合同支持，目标是在2028年之前实现供电。与此同时，General Fusion公司正在建造其LM26示范电厂，旨在未来几年内展示聚变增益。
与那些宏大的承诺相比，Zap Energy对子系统的关注可能显得不够引人注目。然而，在液态金属工程和重复脉冲功率方面，Zap Energy正在悄然证明其跻身顶尖玩家行列的实力。业内观察人士认为，其在液态金属壁方面的研究成果可能已经超越了大多数公共项目所达到的水平。
然而，在当今市场，仅仅拥有技术优势是不够的。投资者和客户——尤其是那些渴望清洁稳定电力的数据中心——更关心的是电力供应合同，而非电容器组。核聚变领域已有53家公司总共吸引了97亿美元的投资，其中仅在过去一年就筹集了26.4亿美元。资金正流向那些看起来最接近并网发电的公司。
从现在到并网的鸿沟
Century平台39千瓦的反应室功率，与实际电厂将需要的兆瓦乃至吉瓦级功率相去甚远。弥合这一鸿沟不仅仅是扩大规模的问题；它意味着要解决等离子体物理、材料和系统设计方面的根本性挑战。
商业电厂将需要每秒一到十次发射的重复频率，并持续数月。这对电容器、开关和电极来说是一个严酷的环境。在0.2赫兹频率下能够承受的组件，在每秒十次发射的频率下可能会迅速磨损。而当真正的核聚变产生中子时，电极和反应壁会以一种尚未完全解决的方式降解。
投资者应关注什么
对于支持者而言，Century平台的进展降低了脉冲式核聚变技术的整体技术风险。它表明液态金属壁和重复式电力系统可以在有意义的规模下运行。这不仅增强了对Zap Energy的信心，也增强了对任何追求类似理念的公司的信心。
市场力量也向核聚变倾斜。数据中心、工厂和公用事业公司都急需全天候的清洁电力。从历史上看，一项新能源技术在证明自身能力后，通常需要五到十年买家才会大规模投入。如果核聚变的时间表得以实现，21世纪30年代可能就是它最终进入市场的十年。
但投资者应该记住：Century平台并没有回答关于防中子材料、氚增殖或完整燃料循环等最棘手的问题。那些首先解决这些难题并在集成机器中展示其解决方案的公司，可能会获得最高的估值。
展望未来
Zap Energy的下一步举措是渐进但重要的。工程师们计划推动Century平台实现更快的重复频率——可能达到1赫兹——并提高功率水平，突破100千瓦，但仍使用非聚变气体。这使得他们能够在进入聚变级领域之前，完善其管道和冷却系统。
然而，最终Zap Energy仍需解决锂冷却剂、中子环境和氚处理等问题。在此之前，Century平台将继续作为那些不起眼但绝对必不可少的关键技术的试验场，这些技术将支撑着未来的任何核聚变发电厂。
核聚变领域正从科学项目转向工业企业。成功将不再主要依赖物理学突破，而更多地依赖于工程的磨砺——签订合同、获得许可、建造电厂。当核聚变最终点亮电网时，它不会以一次惊天动地的发现降临。它将来自于数千次测试的稳定节奏，每一次都推动着这项技术更接近“闪电”不再仅仅是打击，而是为你的家供电的那一天。
非投资建议