聖地牙哥加利福尼亞大學、OpenStar 獲美能源部補助 推進偶極核融合研究

聖地牙哥加利福尼亞大學（University of California San Diego）的研究團隊，與業界夥伴 OpenStar Technologies（OpenStar）攜手合作，已獲得美國能源部 Office of Science 頒發的 Innovation Network for Fusion Energy (INFUSE) 補助。這項補助旨在推進核融合能源的發展，特別是偶極核融合（Dipole Fusion）技術。

核融合能源，即透過模擬太陽核心的反應，讓兩個輕原子核結合成一個較重的原子核，並釋放出巨大能量，被視為未來清潔能源的潛力來源。此研究計畫將著重於利用 OpenStar 旗下實驗裝置 Junior，首次對懸浮偶極電漿的紊流進行「相襯成像」（phase-contrast imaging）測量。懸浮偶極電漿是一種利用單一懸浮超導磁鐵來約束電漿的方式，被認為是實現商業磁約束核融合能源中一個可能更簡單、更具擴展性的途徑。

美國能源部的 INFUSE 計畫，目的在於透過公私夥伴關係，提供核融合產業技術與財務支援，加速新興或先進核融合技術的實現。在該計畫下，Office of Science 會撥款協助公司申請者，以便他們能運用美國能源部國家實驗室（U.S. DOE national labs）及美國認可大學的世界級專業知識與能力。

由 Alessandro Marinoni 領導的聖地牙哥加利福尼亞大學研究團隊，將憑藉其在電漿診斷方面的專業，在 Junior 裝置上建置並啟用首個相襯成像系統。來自紐西蘭的核融合公司 OpenStar，則透過其美國子公司 OpenStar USA 參與此計畫。OpenStar 正在開發懸浮偶極，作為近期生產醫療放射性同位素的中子源，並朝電網規模的核融合能源邁進。

此懸浮偶極設計簡化了工程複雜性，透過其可壓縮穩定電漿維持高貝塔值。然而，要將其效能推估至反應爐規模，需要透過經各種裝置驗證的預測模型與經驗定標定律。電漿密度和電位的快速波動會導致熱量和粒子在磁場中的傳輸，這將決定未來反應爐所需的尺寸、成本和設計規格。因此，對紊流的精確特性分析是建立偶極基礎的關鍵一步。此 INFUSE 補助下的相襯成像技術，能提供絕對校準且非擾動的電漿密度波動時空演變測量，有助於驗證傳輸模型，進而推估偶極的反應爐規模性能。

研究人員 Peter Fimognari 表示，紊流傳輸主導了能量約束，而這決定了懸浮偶極所需的尺寸。無論是用於製造同位素或電力，尺寸都影響著成本。此次合作將 Alessandro Marinoni 的專業知識與 Junior 實驗裝置結合，能驗證用於估算未來設備尺寸的傳輸模型。