近日，Zap Energy在《核聚變》雜志上發表了一篇重要論文，詳細描述了其在FuZE裝置上完成的最徹底的中子能量各向同性測量。這一突破進一步驗證了Zap Energy所使用的剪切流穩定Z收縮方法能夠產生穩定的熱聚變環境，并顯示出在更高能量輸出方面的巨大潛力。

在物理學中，各向同性指的是系統的屬性在各個方向上保持一致的情況。對于聚變反應來說，評估中子能量的均勻性至關重要。各向同性的中子發射通常意味著穩定的熱等離子體狀態，這對于提高聚變功率水平具有重要意義。相比之下，各向異性的發射則可能發出阻礙聚變反應進展的異常信號。

Zap Energy的首席科學家兼聯合創始人Uri Shumlak表示：“從本質上講，這一測量結果表明我們的等離子體處于熱力學平衡狀態。這意味著我們可以將等離子體的體積擴大一倍，并期望保持同樣的平衡狀態。”這一發現為Zap Energy實現更高聚變功率水平提供了有力支持。

在FuZE裝置中，氫原子核通過聚變反應形成氦，同時釋放出高能中子。這些中子包含了聚變反應的大部分能量，因此中子數量的多少直接決定了聚變能量的大小。Zap Energy的目標是實現熱聚變，即通過高熱和高壓產生聚變反應。隨著等離子體電流的增加，中子輸出呈指數級增長，從而實現了更高的聚變能量。

然而，如果聚變反應主要依賴于束流-目標聚變(即快速移動的氫原子核撞擊靜止目標)，則表明等離子體處于不平衡狀態，無法有效地產生凈功率。為了測試中子各向同性，Zap Energy團隊在FuZE裝置周圍布置了多個探測器，并對433次相同的發射進行了詳細分析。結果顯示，幾乎所有測量的中子能量都高度均勻，這進一步證明了FuZE裝置的熱聚變特性。

從歷史上看，Z箍縮裝置可以追溯到20世紀50年代。然而，早期的ZETA實驗雖然看似成功，但產生的聚變主要來自等離子體不穩定性引起的束流-靶相互作用，無法實現凈能量生產。從那時起，人們對箍縮方法產生了質疑。其他裝置如密集等離子體焦點也面臨類似挑戰，主要中子來源同樣是束流-靶碰撞。

為了確保其聚變反應源自熱過程，Zap Energy始終保持警惕。自2018年首次檢測到熱聚變以來，該公司一直在不斷推動相關技術的發展。此次新的各向同性測試以更高的精度和能量進行，進一步證實了剪切流有助于推遲早期Z收縮方法所失敗的不穩定性。

Zap Energy的高級科學家兼論文主要作者Rachel Ryan于2023年加入該公司，負責監督中子儀器和測試工作。她表示：“下一步是在FuZE-Q上進行類似的高能條件下的各向同性測試，目前初步觀察結果令人鼓舞。”

此外，論文還指出，在每次發射結束時，中子顯示出降低的各向同性，這可能反映了一個擊穿階段，即收縮變得不穩定。了解這個終端階段對于防止等離子體過早破裂以及延長聚變操作的持續時間和性能具有重要意義。

Zap Energy是一家聚變能源技術公司，專注于制造不使用磁體的聚變反應堆，采用剪切流穩定的Z-pinch技術。成立于2017年，總部位于美國。其聚變反應堆的設計獨特，不使用巨大而復雜的激光器或超導電磁體，而是利用氫等離子體本身來加熱和壓縮，從而實現聚變反應。這種方法的優勢在于更便宜且可能更有效，因為它避免了使用昂貴且效率極低的傳統聚變設備組件‌。

Zap Energy已在小型聚變裝置中實現了3700萬攝氏度的等離子體溫度，這一成就使其成為少數幾家實現等離子體穩定超過1000萬℃的企業和機構之一。而且，Zap Energy實現這一目標所使用的實驗裝置規模遠小于其他競爭者，展示了其技術的緊湊性和高效性‌。

此外，Zap Energy還在不斷推進其技術的商業化進程。例如，其聚變測試平臺Century已成功將1000多個連續等離子體試運行到一個有流動液態金屬的腔室中，并計劃進行基于里程碑的聚變開發計劃式運行。Zap Energy的目標是在未來十年內建造一座示范發電廠，并在2030年代初建造首座商業發電廠‌。