聚变能源初创公司 Helion 表示，其在商业化聚变发电道路上取得一项关键技术进展。

据公司周五披露，其原型聚变装置 Polaris 内部等离子体温度已达到 1.5 亿摄氏度。Helion 联合创始人兼首席执行官 David Kirtley 在接受 TechCrunch 采访时称，这一温度约为公司认为运营商业聚变电厂所需温度的四分之三。

使用氘-氚燃料的实验进展

Helion 总部位于美国华盛顿州埃弗里特。Kirtley 表示，Polaris 目前采用氘-氚燃料，即两种氢同位素的混合物，并称 Helion 因此成为首家在装置中使用该燃料的聚变公司。他说，公司在实验中观察到聚变功率输出按预期以热能形式显著增加。

Helion 是多家争夺聚变商业化先机的初创企业之一。聚变被视为一种潜在的几乎无限且清洁的能源形式，这一前景在近年吸引了大量资本进入该领域。

融资热度与行业竞赛

本周，Inertia Enterprises 宣布完成 4.5 亿美元 A 轮融资，投资方包括 Bessemer 和 GV。今年 1 月，Type One Energy 对 TechCrunch 表示，其正在筹集 2.5 亿美元资金。去年夏天，Commonwealth Fusion Systems 从包括谷歌和英伟达在内的投资者处获得 8.63 亿美元融资。

Helion 去年也完成了 4.25 亿美元融资，投资者包括 Sam Altman、Mithril、Lightspeed 和软银等。

多家聚变初创公司普遍将 2030 年代初作为向电网输电的时间目标。与之相比，Helion 的时间表更为靠前。该公司已与微软签署合同，计划自 2028 年起向后者出售电力。根据 Helion 的说法，届时供电将来自正在建设中的更大型商业反应堆 Orion，而非当前的 Polaris 原型机。

差异化反应堆设计与温度目标

不同聚变公司根据各自反应堆设计设定技术里程碑。以 Commonwealth Fusion Systems 为例，其采用环形托卡马克装置，通过强磁场约束等离子体，目标是将装置内等离子体加热至超过 1 亿摄氏度。

Helion 的技术路线与此不同。公司采用被称为“场反转构型”（FRC）的反应堆设计，内部腔体形似沙漏，燃料从两端较宽处注入并被电离成等离子体。磁场随后将等离子体加速并相向运动，初次发生聚变时温度约在 1000 万至 2000 万摄氏度之间。随后，强磁场进一步压缩聚变形成的等离子体“球体”，将温度提升至 1.5 亿摄氏度。公司称，整个过程耗时不足一毫秒。

在这一设计下，Helion 认为需要将等离子体加热至约其他公司目标两倍的温度才能实现正常运行。公司提出的最终目标是实现 2 亿摄氏度的等离子体温度。Kirtley 表示，在 Helion 看来，2 亿摄氏度是运营电厂的“最佳甜蜜点”。

直接发电与电路优化

与多数通过热能驱动涡轮机发电的聚变方案不同，Helion 表示，其并不打算以热能形式提取聚变能量，而是利用聚变反应产生的磁场直接发电。公司介绍称，每次聚变脉冲都会对反应堆磁体产生反作用力，从而在电路中感应出可收集的电流。Helion 希望通过这种直接从聚变反应中收集电能的方式，提高整体能量转换效率。

Kirtley 称，在过去一年中，公司对反应堆部分电路进行了优化，以提升电能回收比例。

当被问及 Helion 是否已经实现“科学盈亏平衡点”——即聚变反应产生的能量超过启动反应所需能量——时，Kirtley 未作正面回应。他表示，公司当前的关注重点在于发电和产出电力，而非追求单一科学里程碑。

氦3燃料与内部燃料循环

Helion 目前在 Polaris 上使用氘-氚燃料，但计划未来转向氘-氦3燃料。多数聚变公司倾向采用氘-氚燃料并通过热能发电。Helion 认为，氘-氦3聚变会产生更多带电粒子，这些粒子对约束等离子体的磁场产生更强推力，更适合公司所采用的直接发电方式。

氦3在地球上被认为较为稀缺，而在月球上较为常见。Helion 表示，公司将通过自身的聚变过程生产所需氦3燃料。初期计划通过氘核聚变生成首批氦3。在正常运行阶段，尽管主要能量来源是氘-氦3聚变，但仍会有部分氘-氘聚变反应发生，产生的氦3将被提纯并循环利用。

Kirtley 称，Helion 已在改进燃料循环方面展开工作，并表示公司目前能够“以极高的通量和纯度效率生产氦3”。

据其介绍，目前 Helion 是唯一使用氦3燃料的聚变初创公司。他认为，未来其他公司在考虑采用直接发电方式并关注效率时，也可能转向氦3燃料。Kirtley 还表示，Helion 愿意在未来向其他公司出售氦3。

Orion 项目与商业化目标

在推进 Polaris 实验的同时，Helion 正在建设一座名为 Orion 的 50 兆瓦聚变反应堆，用于履行与微软签订的供电合同。

Kirtley 表示，公司“终极目标不是建造和交付 Polaris”，而是将其视为迈向规模化电厂的一步。根据 Helion 的规划，Orion 将承担实际商业供电职能，而 Polaris 主要用于验证技术路线和关键工程参数。