近日，Zap Energy在《核聚变》杂志上发表了一篇重要论文，详细描述了其在FuZE装置上完成的最彻底的中子能量各向同性测量。这一突破进一步验证了Zap Energy所使用的剪切流稳定Z收缩方法能够产生稳定的热聚变环境，并显示出在更高能量输出方面的巨大潜力。

在物理学中，各向同性指的是系统的属性在各个方向上保持一致的情况。对于聚变反应来说，评估中子能量的均匀性至关重要。各向同性的中子发射通常意味着稳定的热等离子体状态，这对于提高聚变功率水平具有重要意义。相比之下，各向异性的发射则可能发出阻碍聚变反应进展的异常信号。

Zap Energy的首席科学家兼联合创始人Uri Shumlak表示：“从本质上讲，这一测量结果表明我们的等离子体处于热力学平衡状态。这意味着我们可以将等离子体的体积扩大一倍，并期望保持同样的平衡状态。”这一发现为Zap Energy实现更高聚变功率水平提供了有力支持。

在FuZE装置中，氢原子核通过聚变反应形成氦，同时释放出高能中子。这些中子包含了聚变反应的大部分能量，因此中子数量的多少直接决定了聚变能量的大小。Zap Energy的目标是实现热聚变，即通过高热和高压产生聚变反应。随着等离子体电流的增加，中子输出呈指数级增长，从而实现了更高的聚变能量。

然而，如果聚变反应主要依赖于束流-目标聚变(即快速移动的氢原子核撞击静止目标)，则表明等离子体处于不平衡状态，无法有效地产生净功率。为了测试中子各向同性，Zap Energy团队在FuZE装置周围布置了多个探测器，并对433次相同的发射进行了详细分析。结果显示，几乎所有测量的中子能量都高度均匀，这进一步证明了FuZE装置的热聚变特性。

从历史上看，Z箍缩装置可以追溯到20世纪50年代。然而，早期的ZETA实验虽然看似成功，但产生的聚变主要来自等离子体不稳定性引起的束流-靶相互作用，无法实现净能量生产。从那时起，人们对箍缩方法产生了质疑。其他装置如密集等离子体焦点也面临类似挑战，主要中子来源同样是束流-靶碰撞。

为了确保其聚变反应源自热过程，Zap Energy始终保持警惕。自2018年首次检测到热聚变以来，该公司一直在不断推动相关技术的发展。此次新的各向同性测试以更高的精度和能量进行，进一步证实了剪切流有助于推迟早期Z收缩方法所失败的不稳定性。

Zap Energy的高级科学家兼论文主要作者Rachel Ryan于2023年加入该公司，负责监督中子仪器和测试工作。她表示：“下一步是在FuZE-Q上进行类似的高能条件下的各向同性测试，目前初步观察结果令人鼓舞。”

此外，论文还指出，在每次发射结束时，中子显示出降低的各向同性，这可能反映了一个击穿阶段，即收缩变得不稳定。了解这个终端阶段对于防止等离子体过早破裂以及延长聚变操作的持续时间和性能具有重要意义。

Zap Energy是一家聚变能源技术公司，专注于制造不使用磁体的聚变反应堆，采用剪切流稳定的Z-pinch技术。成立于2017年，总部位于美国。其聚变反应堆的设计独特，不使用巨大而复杂的激光器或超导电磁体，而是利用氢等离子体本身来加热和压缩，从而实现聚变反应。这种方法的优势在于更便宜且可能更有效，因为它避免了使用昂贵且效率极低的传统聚变设备组件‌。

Zap Energy已在小型聚变装置中实现了3700万摄氏度的等离子体温度，这一成就使其成为少数几家实现等离子体稳定超过1000万℃的企业和机构之一。而且，Zap Energy实现这一目标所使用的实验装置规模远小于其他竞争者，展示了其技术的紧凑性和高效性‌。

此外，Zap Energy还在不断推进其技术的商业化进程。例如，其聚变测试平台Century已成功将1000多个连续等离子体试运行到一个有流动液态金属的腔室中，并计划进行基于里程碑的聚变开发计划式运行。Zap Energy的目标是在未来十年内建造一座示范发电厂，并在2030年代初建造首座商业发电厂‌。