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至真探索 · 核聚变能源

激光聚变工程：把"一天打一发"变成"一秒打十发"

2026-08-30

2025 年 4 月 7 日凌晨四点刚过，美国国家点火装置（NIF）的 192 束紫外激光同时射出，打进一颗比铅笔头橡皮还小的金圆筒。九纳秒之后，里头的燃料球被压到比铅还稠几百倍，放出 8.6 兆焦的聚变能量。

输入是 2.08 兆焦。产出除以输入，叫靶增益，等于 4.13。这是人类到今天为止从受控聚变里掏出来的最大一笔正收益。

这个知识库里早先那篇《核聚变点火》（2026 年 4 月）还在讨论"能不能做到输出大于输入"。现在这个问题有答案了。

但有一点没变：点火成功跟能发电，完全是两件事。

这篇文章就讲这中间差着什么。差的不是物理公式，是三样很土的东西——打得够不够快、靶丸够不够便宜、最后那块玻璃撑不撑得住。

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一、先把账算清楚

一个电站要赚钱，得满足一个很朴素的式子：发出来的电，得比激光器吃掉的电多很多。

拆开看是四个数相乘：

``墙插效率 η × 靶增益 G × 包层倍增 β × 热电转换 → 上网电力激光从电网 聚变能 ÷ 中子在包层里 大概 40~47%取电变成激 打到靶上的 再放出一点热光的效率 激光能量``

NIF 的 η 大约是 0.5%。点火那一发，光是激光系统就从电网抽走了 300 到 400 兆焦的电。

要发电，η 得做到 10% 到 20%。这是第一刀。

靶增益 G：NIF 现在 4.13。劳伦斯利弗莫尔实验室（LLNL）自己的估算是，想让一台试验装置做到"净电需求为零"，靶增益要接近 15。想发电，得 30 往上，理想是 60 到 100。这是第二刀。

第三刀是最容易被忽略的：频率。

NIF 一天能打几发。一个电站要一秒打十发。

NIF 靶与物理部副主任 Abbas Nikroo 讲过一句很直白的话——电站要跑到 10 赫兹，"我们得一天打一百万发"。

一天几发，到一天一百万发。中间是六个数量级。

这不是把现有机器调快一点的问题。这是重造一整套工业体系。

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二、10 赫兹：真正的难点不是"快"，是"热"

从 2010 年到 2013 年，LLNL 有个叫 LIFE（Laser Inertial Fusion Energy，激光惯性聚变能源）的计划，后来在 2013 年砍掉了。砍掉的直接原因是点火一直没成，但留下的设计参数到今天还是全行业最完整的一套。

LIFE 的激光是这样设计的：384 路光束，每路输出 5.7 千焦的紫外激光（波长 351 纳米），每秒打 15 次。整套系统的墙插效率目标是 16% 到 18%。

对照一下 NIF：192 路，每路用闪光灯泵浦钕玻璃，效率 0.5%。玻璃每打一发就发热变形，得等它凉下来才能再打——NIF 的重复频率是 10⁻⁴ 赫兹，也就是大约三个小时一发。

所以"重频"这个词真正的意思是：你得把废热实时搬走。

三条技术路线在赛跑。

路线一：二极管泵浦固体激光（DPSSL）

把闪光灯换成激光二极管。二极管发的光波长正好落在增益介质能吸收的带上，废热只有闪光灯的三分之一，效率直接上一个台阶。

Mercury（LLNL，2000 年代）——这条路的第一台工程样机。14 片 4×6 厘米的掺镱氟磷酸锶（Yb:S-FAP）板条，用 8 组峰值功率 10 万瓦的二极管阵列泵浦，再用室温氦气吹着板条散热。它在 10 赫兹上连续跑了几小时，单发 55 焦，累计打到 27 万发；后来提到 61 焦。把 1047 纳米转成 523 纳米，效率 73%，平均功率 160 瓦。

DiPOLE（英国卢瑟福·阿普尔顿实验室中央激光装置 CLF）——换了个思路：用陶瓷掺镱钇铝石榴石（Yb:YAG）做板条，并且把板条冻到 140 K 左右。

为什么要冻？Yb:YAG 在室温下是个"准三能级"系统，得用很强的泵浦光才能激起来，二极管成本高得离谱。冻到低温，它变成四能级，泵浦阈值掉几个数量级——省下来的二极管钱，比制冷花的钱多。

DiPOLE 原型在 140 K 下做到了 10.8 焦、10 纳秒、10 赫兹，光-光转换效率 22.5%，能量抖动 0.85% rms，累计运行超过 50 小时。放大版 DiPOLE100（在捷克叫 Bivoj）由 CLF 造好、拆开、运到布拉格近郊的 HiLASE 中心重新装起来，2016 年底跑出 105 焦、10 赫兹、10 纳秒，波长 1029.5 纳米——世界上第一台平均功率过千瓦的高能纳秒固体激光，连续跑一小时能量稳定度优于 1%。

HAPLS（LLNL 造，装在捷克 ELI-Beamlines）——另一条支线，走超短脉冲。泵浦级 200 焦、10 赫兹（平均功率 2 千瓦），最终输出 30 焦、30 飞秒、10 赫兹，峰值功率超过 1 拍瓦。

路线二：氟化氪（KrF）准分子激光

这条路很老了。KrF 的工作物质是气体，波长 248 纳米，比固体激光的 351 纳米更短——短波长对靶丸压缩是好事，能压得更狠、更稳。而且气体不会像玻璃那样被"打坏"，没有固体损伤阈值这回事。

美国海军研究实验室（NRL）等离子体物理部手里有两台：

  • Nike：世界最大的 KrF 激光，56 束角复用，最高出过 5 千焦，平时打靶 2 到 3 千焦。带宽能到 3 太赫兹，打在靶上的不均匀性低于 0.3%。还有个独门功夫叫"变焦"——在脉冲过程中把焦斑跟着收缩的靶丸一起缩小，提高耦合效率。
  • Electra：专为电站需求造的，30 厘米口径主放大器，700 焦，跑 5 赫兹。它在 2.5 赫兹上连续打了 9 万发（10 小时没停），5 赫兹上用同一批膜片打了 5 万发，八天里总共 30 万发。KrF 的本征效率测出来约 12%，推到系统级墙插效率预计超过 7%。

电站要求多少发？3 亿发。按 5 赫兹算是连续跑两年。

这也是这条路当年被放弃的原因之一：七十年代和八十年代，洛斯阿拉莫斯和英国卢瑟福实验室试过用受激布里渊散射（SBS）把脉冲在时间上压缩，当时认为需要高压气体池，通量被窗口和气体里的成丝卡死，于是判了死刑。

Xcimer Energy（丹佛）就是冲着翻这个案子去的。

路线三：把光学本身换成气体

这是全篇最值得说的一件事，因为它同时解决了"效率"和"光学损伤"两个问题。

Xcimer 的做法：先用便宜的准分子放大器产生微秒级的长脉冲，然后——不用固体窗口，不用固体光栅——在低压惰性气体里用受激拉曼散射把多束光合成一束，再用两级受激布里渊散射把微秒压到纳秒。整条链路里没有一块固体光学元件挡在主光束上。

能不能行，取决于低压气体的 SBS 增益到底有多大。

2026 年 2 月，Xcimer 和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、阿尔伯塔大学在《APL Photonics》上发了篇论文，第一次用绝对、高分辨的测量证明：在常压附近的惰性气体里，SBS 是动力学（kinetic）机制主导，不是教科书里那套流体（hydrodynamic）模型。实测的相互作用强度比标准理论高一个数量级以上。

有意思的是，1975 年苏联有篇论文就预言过这个"强 13 倍"的结果。聚变界没人去验。

Xcimer 的 CEO Conner Galloway 说得挺直白：过去半个世纪教科书里那段 SBS 物理，对低压惰性气体是错的。

一个电站算例

用 KrF 加冲击点火靶，可以这样搭一个不大不小的电站（Sethian 等人 2013 年的算例）：

  • 激光 0.7 兆焦，5 赫兹，效率 7%
  • 靶增益 150，包层倍增 1.1
  • 热电转换 40%
  • 毛电 231 兆瓦，激光自耗 50 兆瓦，上网 181 兆瓦
  • 靶丸成本 0.15 美元一个

181 兆瓦，比磁约束常提的那种几吉瓦的大家伙小得多。好处是投得起、建得快、单机停机对电网冲击小。

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三、靶丸：从 2500 美元一个，做到两毛五一个

先算数量。

通用原子公司（General Atomics，圣迭戈）的 D. T. Goodin 带着一批人（含加州大学圣迭戈分校的合作者）在 2006 年算过：一座 1000 兆瓦电功率的电站，一秒要吃掉大约 6 个靶，一天大约 50 万个。

每个靶里装的那点氘氚，烧出来的电值大约 3 美元。燃料成本按 10% 算，留给靶丸的只有 3 毛钱——而且是送到靶室中心的价格。

现在的靶多少钱？当年 ICF 实验用的单发靶，估下来一个 2500 美元。

从 2500 美元到 0.3 美元，四个数量级。

Goodin 那条线上做出来的"第 n 座电站"工程估算：靶厂建设投资约 1 亿美元，年运行费约 1900 万美元（人工 900 万、材料与动力 400 万、维护 600 万），摊下来单靶不到 0.17 美元。LIFE 计划自己的目标是 15 赫兹下做到 25 到 30 美分。

那颗破纪录的靶

回到 2025 年 4 月 7 日那发。

NIF 用的是间接驱动：激光不直接照燃料球，而是先打进一个金圆筒（黑腔）的内壁，内壁发出 X 射线，X 射线再去压燃料球。这个方案稳，但隔了一层，能量损失大。

麻烦在于，X 射线里有一小撮能量特别高的"硬"成分（叫 M 带），会穿透燃料球的外壳，提前把燃料加热。燃料一预热就压不实了。

传统办法：往壳里掺一点钨，把这部分 X 射线挡掉。但掺进去的钨是一层一层的台阶状分布，台阶处密度突变，会引发流体力学不稳定。

2025 年这次的改进叫连续梯度掺杂——让钨的浓度在 10 微米厚度里从零平滑升到 0.44 原子百分比，再平滑降回来，中间没有任何台阶。

LLNL 靶制造工程师 Sean Hayes 打了个比方：这就像把电灯开关换成调光旋钮。靶制造副主任项目经理 Sal Baxamusa 的说法更形象：这是"给缓解手段本身再做一次缓解"——你掺钨是为了修 X 射线的问题，掺完了又带来新问题，那就把掺杂的方式再修一遍。

这批靶是 LLNL 靶制造团队、德国弗赖堡的 Diamond Materials GmbH、以及圣迭戈的通用原子公司一起做出来的，一次就命中了要求的掺杂曲线。

（顺带说一句，这个方案不是凭空来的。2025 年 2 月 23 日做过一次全尺寸验证，产额 5 兆焦。四月份那次 8.6 兆焦，是同一靶型的再测。五年前要是硬上这个技巧，大概率会失望——它是建立在靶质量、激光传输、支撑技术十年渐进改良的地基上的。）

造是一回事，送是另一回事

靶丸里装的是液氘氚冻成的冰层，温度 19 K 左右。做实验的时候，靶是固定在一根细杆上的，慢慢对准，慢慢冻，慢慢测。

电站里没这个条件。靶是飞进去的。

Goodin 那套方案是：在靶室外面，把靶装在一个保护性的弹托（sabot）里，加速到大约 400 米每秒；弹托在进靶室前分离，靶自己飞进去。为什么要这么快？因为上一发炸完，靶室里还飘着碎片和热气，靶必须跑得足够快，赶在残骸追上它之前穿过这段路。

然后是跟踪。靶飞到距靶室中心大约 5 毫米的范围内，系统必须预测出它的轨迹，把激光束瞄着它的预测位置打过去，精度要到微米级。

通用原子为此建了一整套全尺寸注入实验装置：一台模拟反应堆靶室加注入器的加速器，先做室温单发，验证弹托分离；后面的目标是把低温靶以 5 到 10 赫兹的速率，打进一个壁温 1150 K 的高温腔室。

顺便说，日本那边也在这条线上跑。2025 年 7 月，EX-Fusion 在滨松的基地里，用直径 1 毫米的铁球自由落体，做到了每秒 10 次的跟踪——传感器盯着球的下落轨迹，算出落点和时刻，把激光精准打上去。这不是真燃料，但"一秒十次、追着动的东西打"这个动作，是实打实跑通了。

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四、光学损伤：电站里最难换的那块玻璃

现在讲这篇最硬的部分。

一台激光聚变装置里，光路末端那几片光学元件是最惨的。它们要同时承受三件事：

  1. 自己的激光（紫外，能量密度很高）
  2. 靶炸出来的碎片、X 射线、高能离子
  3. 中子

NIF 上，192 路光束，每路口径 40 厘米。常规运行在 351 纳米、平均通量超过 8 焦/平方厘米；打 1.8 兆焦的时候，终点光学上的通量能到 9 焦/平方厘米（3 纳秒等效）。

商品级的紫外熔石英，3ω 损伤阈值大概 5 焦/平方厘米。NIF 是在超过材料损伤阈值的通量上运行的。

它凭什么能这么干？靠一个叫"光学回收循环"（Optics Recycle Loop）的流程。

回收循环：每周修 40 片

逻辑是这样的：损伤分两步——先有个"起始点"，然后这个点会长大。长大比起始容易得多，通量低得多也会长。

所以 LLNL 的策略是：不追求"一点都不坏"，而是接受会坏，然后快点修。

  • 每一发打完，终点光学损伤检测系统扫一遍，能找出小到 5 微米的起始点
  • 发现就换下来，进回收线，三周一圈，修好再装回去
  • 产能：每周最多 40 片

这套流程有多关键？LLNL 的 Spaeth、Wegner、Suratwala 等人在《Fusion Science and Technology》上的那篇总结里写得很清楚：没有回收循环，NIF 的通量就得压到 4 焦/平方厘米以下（损伤增长的阈值），打靶能量会掉到 1 兆焦以下。有了它，NIF 能常规打出 1.8 兆焦以上——运行能力提高接近一倍。

Folta 等人在 2013 年报告：已经修过 700 多片光学元件（按唯一编号算），有的被回收了 11 次。

损伤是怎么"长"的

熔石英表面上一个损伤坑，直径随发次指数增长：

``L = L₀ · e^(αN)L 是坑的直径，N 是发次，α 是增长系数``

Burnham 等 2002 年那篇里给过一个估算：一片磁流变抛光（MRF）的片子，在 8 焦/平方厘米、光束对比度 15% 的条件下，平均大约 7600 发之后才会有个光束热点撞上一个残余缺陷，把这个点引爆。

一旦引爆，在 8 焦/平方厘米下，几十发之内它就长到不能用了。

所以必须马上换。

还有个坑：真空会让紫外表面退化明显加快。LLNL 的解法是给终点光学组件的碎屑屏蔽窗改了密封，让光学元件在 10 托（Torr）的稀薄气体里工作，而不是真空。1 到 10 托就够把这个效应消掉。

频率转换晶体：KDP 和 DKDP

紫外光不是激光直接发出来的，是红外激光经过两次倍频得来的。干这活的晶体只有一类能做大口径：磷酸二氢钾（KDP）和它的氘代版本（DKDP）。

NIF 的设计指标：

元件波长 / 脉宽平均通量3σ 上限
KDP 二倍体1053 nm / 3 ns12 J/cm²18 J/cm²
DKDP 三倍体351 nm / 3 ns8.7 J/cm²14.3 J/cm²

DKDP 的问题是体损伤。通量一高，晶体内部会冒出几微米大小的小散射点，行话叫"针点"（pinpoint）。这些点散射光，散射掉了就是能量损失，还会遮挡后续光束。

Runkel 等人在 LLNL 的"光学科学激光器"（OSL）上做过系统的脉宽标度实验。在 8 到 10 焦/平方厘米、3 纳秒的条件下：针点密度峰值约每立方毫米 1 万个，单个针点平均尺寸 37±20 微米。脉宽标度大致是 τ^0.35——脉冲越短，单位通量下的损伤越轻。

有意思的是，DKDP 的损伤表现"因批次而异"，原因到现在也没完全搞清楚。四十多年了，损伤前驱体到底是什么、怎么吸收的，仍然是个开放问题。

工程上的解法是"激光预处理"：在正式用之前，先用低通量的光一发一发斜着升上去，把那些脆弱的点提前、温和地引爆掉。效果很实在——起始损伤通量能提到 1.4 倍，总的针点数量最多能降 300 倍。LLNL 2007 年建了离线的亚纳秒预处理系统做工程化处理。Runkel、Adams 等人还发现，预处理用 500 皮秒左右的脉宽效果最好。

三招破局

电站不可能靠"每周修 40 片"过日子。一年 3 亿发，这条路走不通。所以从九十年代起，就有三条绕开固体光学的思路：

第一招：掠入射金属镜（GIMM）

金属镜对紫外的反射率很低。但如果让光以极小的角度（离镜面大约 85 度，几乎是贴着蹭过去）入射，并且用 s 偏振，铝在 248 纳米的反射率能拉到 99% 以上。

关键是，这样镜面上单位面积承受的能量只有光束截面的很小一部分。

Bieri 和 Guinan 1991 年在《Fusion Technology》上的计算显示，铝、铝合金、镁在掠入射下的损伤限在每平方厘米零点几到几个焦耳这个量级（取决于脉宽、温度和合金），而中子寿命通量能超过 5×10²⁰ 个 14 兆电子伏中子每平方厘米——抗辐射能力比介质膜强几个数量级。

加州大学圣迭戈分校的 Tillack 和 LLNL 的 Latkowski 等人在 2005 年的 HAPL 项目报告里做了实验：电镀后金刚石车削的铝镜，在约 18 焦/平方厘米（垂直于光束截面计）下打到了 9.5 万发才出现损伤。

这套方案当年被 Prometheus 和 Sombrero 两个电站设计采用：镜面放在距靶室中心 30 米远，60 路光束总共 3.6 兆焦，每路 60 千焦摊在 4.1 平方米镜面上，镜面平面上的通量只有 1.5 焦/平方厘米。

第二招：掠入射液态金属镜（GILMM）

GIMM 有个致命弱点：镜面上一个 1 微米的小瑕疵，对入射光来说就等于正入射——局部吸收的能量直接爆表，一发一发地长大，很快就废。

LLNL 的 Ralph Moir 想了个绝的：把镜面换成流动的液态金属薄膜。

表面张力会把任何划痕自动抹平，流动又不断补上新的液体。这面镜子会自己愈合。

Moir 2000 年在《Fusion Engineering and Design》上给出的计算：0.35 微米光、85 度掠入射，钠膜的损伤限在 20 纳秒脉冲下是每平方厘米 57 焦（垂直于光束计）；10 皮秒的快点火脉冲下是 1.3 焦。液态铝能扛到 106 焦。

工程上难在哪儿：基板要抛光到 ±0.015 微米，靠自适应光学在 30 年累计中子损伤后仍把面形维持在 100 毫米内 ±0.06 微米。而且这套东西的稳定性至今没做过原理验证实验——Moir 自己也是这么写的。

第三招：等离子体与气体光学

最新的这一招最激进：干脆不用固体。

LLNL 的 Scott Wilks、Pierre Michel、Matthew Edwards 申请的专利（2023 年 2 月提交，2025 年 5 月公开，公开号 US 2025/0149192）讲的是：用辅助激光在气体或等离子体里"印"出周期性的折射率调制，做成光栅，用来转向和聚焦主光束。

好处是压倒性的：

  • 等离子体根本没有传统意义上的损伤阈值，比固体高几个数量级
  • 每一发重新生成一次，所以碎片、辐射、上一发的损伤统统不积累
  • 顺带当快门用——它存在时间极短，能挡住从靶那边回头散射回来的光，保护上游所有固体光学

LLNL 的技术转让说明里写得很直白：这套东西的目标是让所有固体光学元件彻底退出靶的视线范围。气体光学虽然达不到等离子体的极端通量，但也比固体高约两个数量级，而且同样抗碎片、抗辐射。

Xcimer 走的正是这条路的工程化版本——全流程气体光学，官方口径是终端光学面积不到 1 平方米就能上 10 兆焦，激光成本目标压到每焦耳 100 美元以下。

对照一下：Xcimer 的公开材料里说固体光学在紫外波段的通量上限大致是 10 焦/平方厘米这个量级。这个数字跟 LLNL 在 NIF 上实际跑的 8 到 9 焦/平方厘米是吻合的——这就是整篇文章的核心矛盾：材料能扛的通量，和电站需要的通量，是同一个量级，没有余量。

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五、谁在跑这张表

美国国家队

2023 年，美国能源部科学办公室发布了《惯性聚变能基础研究需求》报告。这份报告源自 2022 年 6 月 21 日到 23 日的线上研讨会，由 LLNL 的物理学家 Tammy Ma 和罗切斯特大学的 Riccardo Betti 教授共同主持，120 位专家分 12 个小组写了大半年。

报告的结论很实在：NIF 的点火是个转折点，但"目前围绕 ICF 的基础设施，不足以证明 IFE 的可行性"，需要一个专门的 IFE 计划。

2024 年，能源部拿出 4200 万美元启动 IFE-STAR（惯性聚变能科学与技术加速研究）网络，34 家机构，三个中心：

  • 科罗拉多州立大学牵头（惯性聚变科学与技术）
  • 罗切斯特大学激光能量学实验室（LLE）牵头（激光-等离子体相互作用）
  • LLNL 牵头 STARFIRE（聚变创新与反应堆工程）

IFE-STAR 给自己定的一个硬指标很有意思：单路光束线演示，10 千焦 / 10 纳秒 / 10% 墙插效率 / 10 赫兹。

四个 10。做到这四个 10，才算摸到电站的门。

公司

公司地点路线关键节点
Xcimer Energy丹佛KrF 准分子 + 全气体光学 + HYLIFE-III 熔盐腔Phoenix 2026、Anvil 2028（200 kJ 双面）、Vulcan 2031（4 MJ，可升 12 MJ）、Athena 2030s 中（400 MW，最高 1 Hz）
Focused Energy湾区 + 达姆施塔特直接驱动 + 质子快点火2024 年底买两台 Amplitude 的千焦级激光器（4000 万美元）；与 LLNL 签 CRADA 做润湿泡沫靶；德国比布利斯场址，目标 2035
Marvel Fusion慕尼黑 + 科罗拉多超短脉冲 + 纳米结构靶与 CSU 共建 1.5 亿美元的 ATLAS 设施，三台多 PW 激光、10 Hz，合计近 7 PW，2026 年建成
Longview Fusion美国沿用 NIF 物理 + 商用激光 + 模块化电站2023 年成立
Inertia美国10 MJ 二极管泵浦固体激光 + 间接驱动2025 年成立，脱胎于 LLNL/NIF 的工作
LaserFusionX美国ArF 激光 + NRL 的高增益靶设计2022 年成立
EX-Fusion大阪 + 滨松快点火（大阪大学路线）2025 年 7 月做到 1 秒 10 次跟踪命中；目标 2027 连续反应实证

Focused Energy 的人员构成值得单独说一句，因为它基本是把 NIF 点火攻关的核心班底搬过去了：首席战略官 Debbie Callahan 在 LLNL 干了 35 年，是 NIF 点火攻关的共同负责人、ICF 设计物理部主任；科学主任 Pravesh Patel 在 LLNL 23 年，当过 ICF 副主任项目领导和快点火项目领导；实验负责人 Wolfgang Theobald 在罗切斯特 LLE 干了 19 年，管过快点火和冲击点火项目；理论负责人 Stefano Atzeni 是罗马大学退休教授，ICF 那本标准教科书的作者；堆设计负责人 Jose Manuel Perlado 是马德里理工核聚变研究所所长，当年 HiPER 项目的腔室设计负责人。首席科学家是达姆施塔特工大的 Markus Roth 教授。

日本

大阪大学激光工程研究所（ILE）走的是快点火：GEKKO XII 的十二束纳秒光负责压缩，LFEX 的拍瓦超短脉冲负责点火。

按 IAEA《2025 世界聚变展望》的记述：ILE 还造了一台叫 SENJU 的高重频激光，100 焦、100 赫兹。在政府支持下，GEKKO XII 和 LFEX 正在升级，2027 年完成——升级后 GEKKO XII 能出 6 千焦并精确控制脉冲形状，LFEX 换上新光学后有效输出能量提高十倍以上。到 2030 年，目标是演示把燃料压到每立方厘米 100 克以上、加热到 10 keV 以上。

中国

中国的路线是张杰院士（中国科学院院士、上海交通大学李政道研究所所长）团队提出的双锥对撞点火（DCI），2020 年发表在《 Philosophical Transactions of the Royal Society A 》上。

思路跟 NIF 不一样：用两个对着的金锥把氘氚壳层约束住，先准等熵压缩，再加速到每秒几百公里，两团压缩过的燃料从锥尖喷出后头对头撞在一起——把向前的动能直接变成热。撞完密度能到每立方厘米 300 克左右，保持大约 200 皮秒。在这 200 皮秒里，用皮秒拍瓦激光打出兆电子伏的电子，在纳秒激光产生的强磁场导引下再加热，推到 5 keV 以上点火。

张杰的说法是，NIF 方案有两个本征困难——转换效率低、不稳定——根子在于压缩和加热同时进行。他 1997 年就提出把这两个过程拆开。

过去六年，联合团队在中国科学院上海光学精密机械研究所的"神光Ⅱ"升级装置上做了 11 轮大型实验。按 2025 年 9 月浦江创新论坛上公布的信息：团队希望 2028 年实现点火；重频上"美国瞄准 10 赫兹，我们希望直接达到 50 赫兹"；三步走是 2026–2030 完成点火与关键技术验证、2031–2035 做工程演示、2036–2045 实现商业发电（2045 年商业运行），场址在上海嘉定，2024 年底启动基地建设。

补充一句中国的家底：中物院激光聚变研究中心的神光Ⅲ主机（SG-Ⅲ）是 48 束、设计总输出 180 千焦的钕玻璃装置，2015 年建成并打出首次全功率打靶。

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六、什么时候能有电

我把各家口径列在这儿，不做加权，也不做预测。

谁目标年份
Xcimer Athena400 MW 上网2030 年代中期
Focused Energy比布利斯电站2035
中国 DCI 路线商业发电2045（工程演示 2031–2035）
大阪大学 ILE压缩 100 g/cm³ + 加热 10 keV2030
LIFE（已取消）1 GWe 示范电站原定 2035 前后

这些数字里，有几个是公司的对外口径，有几个是科研机构的物理目标，还有一个是已经下马的计划。放在同一张表里，是为了让你看到这个领域的时间尺度本身有多不确定，而不是为了比高低。

美国能源部 2023 年那份基础研究需求报告里有一段话，我觉得是迄今最诚实的总结：

现有的 ICF 基础设施"不足以在今天就证明 IFE 的可行性"。需要一个专门的 IFE 计划。

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七、三句话

第一，点火已经不是瓶颈了，工程才是。 4.13 的靶增益离"能发电"需要的 30 到 100 还有距离，但这距离是可以在物理上走完的。真正卡人的是那六个数量级的频率差，和四个数量级的成本差。

第二，最难的不是造出来，是活得下来。 一周修 40 片光学元件，在实验室里是了不起的工程成就；在一年 3 亿发的电站里，是彻底不可行的。所以破局的方向不是"造更结实的玻璃"，而是"让光根本不用穿过玻璃"——掠入射金属镜、液态金属镜、等离子体光学，三招都是这个思路。

第三，这个领域现在最有意思的变化，是私人公司开始做国家实验室没做成的事。 NRL 的 KrF 激光跑了三十年，SBS 脉冲压缩因为"通量被窗口卡死"被放弃了半个世纪；Xcimer 的做法不是把固体光学做得更好，而是干脆不用固体光学，然后回头发现——当年那个判死刑的理由，建立在一段错的物理上。

1975 年那篇苏联论文一直摆在那儿，五十年来没人去测。

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参考文献

（以下条目均已逐条核对作者、机构、卷期与 DOI）

NIF 现状与纪录

  1. Lawrence Livermore National Laboratory, *FY 2025 Annual Report — National Ignition Facility*. https://annual.llnl.gov/fy-2025/national-ignition-facility-2025 （2025 年 4 月 7 日：2.08 MJ 输入、8.6 MJ 产额、靶增益 4.13、峰值功率 456 TW；此前纪录为 2024 年 2 月的 5.2 MJ）
  2. LLNL, "Target Breakthrough Enabled Fusion Record at NIF", NIF & Photon Science 新闻（2025 年 8 月）. https://lasers.llnl.gov/news/target-breakthrough-enabled-fusion-record-nif （连续梯度钨掺杂 HDC 金刚石靶丸；靶制造工程师 Sean Hayes；靶制造副主任项目经理 Sal Baxamusa；合作方为德国弗赖堡 Diamond Materials GmbH 与圣迭戈 General Atomics；首次全尺寸验证为 2025 年 2 月 23 日、产额 5 MJ）
  3. LLNL, "IAEA Webinar Explores NIF's Ignition and Energy Gain Breakthroughs". https://lasers.llnl.gov/news/iaea-webinar-explores-nifs-ignition-energy-gain-breakthroughs （NIF 靶与物理部副主任 Abbas Nikroo 谈 10 Hz 与"一天一百万发"；NIF 点火发次从电网取电 300–400 MJ；NIF 墙插效率约 0.5%）
  4. LLNL, "LLNL Experts Foster National Fusion Energy Ecosystem at IFE-STAR Conference". https://ife.llnl.gov/news/llnl-experts-foster-national-fusion-energy-ecosystem-ife-star-conference （LLNL 估算：靶增益接近 15 才能使试验装置净电需求为零；IFE-STAR 会议 2025 年 4 月 7–11 日于科罗拉多 Breckenridge 举行）

IFE 规划与政策

  1. U.S. DOE Office of Science, *Basic Research Needs Workshop on Inertial Fusion Energy — Final Report*（2022 年 6 月 21–23 日线上研讨会，2023 年发布；共同主席为 LLNL 的 Tammy Ma 与罗切斯特大学的 Riccardo Betti；120 位专家、12 个小组）. https://science.osti.gov/-/media/fes/pdf/workshop-reports/2023/IFE-Basic-Research-Needs-Final-Report.pdf
  2. U.S. DOE, IFE-STAR（惯性聚变能科学与技术加速研究）计划：4200 万美元、34 家机构、三个中心（Colorado State University、University of Rochester LLE、LLNL STARFIRE）. 见 LLNL 新闻与 ADMIN Magazine 报道 https://www.admin-magazine.com/HPC/News/US-DOE-Announces-42Million-for-Fusion-Research
  3. Tammy Ma (LLNL), "The New National IFE Ecosystem"（IFE-STAR 单路光束线演示目标：10 kJ / 10 ns / 10% 墙插效率 / 10 Hz）. https://lasers.llnl.gov/sites/lasers/files/2025-03/02_The-New-National-IFE-Ecosystem-Tammy-Ma.pdf

10 Hz 驱动器

  1. A. Bayramian, P. Armstrong, E. Ault, R. Beach, C. Bibeau, J. Caird, … E. Utterback, "The Mercury Project: A High Average Power, Gas-Cooled Laser For Inertial Fusion Energy Development", *Fusion Science and Technology* 52(3), 383–387 (2007). （55 J @ 10 Hz，累计 2.7×10⁵ 发；61 J；523 nm 转换效率 73% / 160 W 平均功率；第一作者单位为 LLNL）
  2. C. Bibeau, A. Bayramian, P. Armstrong, … C. Stolz, …（LLNL；M. Randles 为 Northrop Grumman Synoptics；B. Chai、Y. Fei 为 Crystal Photonics）, "The Mercury Laser System: An average power, gas-cooled, Yb:S-FAP based system with frequency conversion and wavefront correction", *J. Phys. IV France* 133, 797–803 (2006). DOI: 10.1051/jp4:2006133161
  3. S. Banerjee, K. Ertel, P. D. Mason, P. J. Phillips, M. De Vido, J. M. Smith, T. J. Butcher, C. Hernandez-Gomez, R. J. S. Greenhalgh, J. L. Collier（均属 STFC 卢瑟福·阿普尔顿实验室中央激光装置 CLF）, "DiPOLE: a 10 J, 10 Hz cryogenic gas cooled multi-slab nanosecond Yb:YAG laser", *Optics Express* 23, 19542 (2015). DOI: 10.1364/OE.23.019542 （140 K 下 10.8 J / 10 ns / 10 Hz，光-光效率 22.5%，0.85% rms，累计运行 50 小时以上）
  4. P. Mason, M. Divoký, T. Butcher, J. Pilař, K. Ertel, M. Hanuš, M. De Vido, S. Banerjee, … A. Lucianetti, C. Hernandez-Gomez, C. Edwards, T. Mocek, J. Collier（STFC CLF 与 HiLASE 中心联合团队）, "Commissioning of a kW-class nanosecond pulsed DPSSL operating at 105 J, 10 Hz", *Proc. SPIE* 10238, 102380H (2017). DOI: 10.1117/12.2270399 （DiPOLE100 / Bivoj；105 J @ 10 Hz @ 1029.5 nm；首台千瓦平均功率高能纳秒 DPSSL）
  5. LLNL, "HAPLS Team Reaches Key Milestone" 与 "Looking to the Future with HAPLS". https://lasers.llnl.gov/news/hapls-team-reaches-key-milestone （泵浦级 200 J @ 10 Hz / 2 kW 平均功率；输出 30 J / 30 fs @ 10 Hz、峰值 >1 PW；项目主任 Constantin Haefner，系统架构师 Andy Bayramian；装于捷克 ELI-Beamlines）
  6. M. C. Myers, J. D. Sethian, J. L. Giuliani, R. Lehmberg, P. Kepple, M. F. Wolford, F. Hegeler, M. Friedman, T. C. Jones, S. B. Swanekamp, D. Weidenheimer, D. Rose（第一单位：美国海军研究实验室等离子体物理部，华盛顿特区）, "Repetitively pulsed, high energy KrF lasers for inertial fusion energy", *Nuclear Fusion* 44(12), S247–S253 (2004). DOI: 10.1088/0029-5515/44/12/S16 （Electra 700 J / 5 Hz；Nike 3000 J 单发；IFE 要求效率 >6%、寿命 >3×10⁸ 发）
  7. F. Hegeler, M. C. Myers, M. F. Wolford, J. D. Sethian, A. Mangassarian, J. L. Giuliani, S. P. Obenschain（NRL 等离子体物理部；合作单位 Commonwealth Technology 与 SAIC）, "The Electra KrF Laser Program: A Viable Path Towards an Efficient and Durable IFE Driver", 第 24 届聚变工程研讨会（SOFE），芝加哥，2011 年 6 月. （Electra 2.5 Hz 连续 9 万发 / 10 小时；5 Hz 5 万发；8 天 30 万发；系统效率 6–7%）
  8. M. F. Wolford, M. C. Myers, J. L. Giuliani, J. D. Sethian, P. M. Burns, F. Hegeler, R. Jaynes, "Electra: durable repetitively pulsed 700 J, 100 ns electron beam pumped KrF laser system", *Proc. SPIE* 6454, 645407 (2007). DOI: 10.1117/12.698973
  9. S. P. Obenschain 等, "The Nike KrF laser facility: performance and initial target results", *Physics of Plasmas* 3(5), 2098 (1996). （Nike：56 束角复用，最高约 5 kJ）
  10. J. D. Sethian 等（NRL）, "Laser requirements for a laser fusion energy power plant", *High Power Laser Science and Engineering* 1 (2013). https://journals.cambridge.org/action/displayAbstract?aid=8898608&fileId=S2095471913000017 （0.7 MJ KrF + 冲击点火 + 5 Hz + G=150 → 毛电 231 MWe，上网 181 MWe，靶 0.15 美元；文中引用 Betti 等 PRL 98, 155001 (2007) 的冲击点火原始论文）

LIFE 计划

  1. W. R. Meier, A. M. Dunne, K. J. Kramer, S. Reyes, T. M. Anklam（LLNL）, "Fusion technology aspects of laser inertial fusion energy (LIFE)", *Fusion Engineering and Design* 89(9–10), 2489–2492 (2014). DOI: 10.1016/j.fusengdes.2013.12.021 （132 MJ 产额靶，2.2 MJ 激光，市场进入机型 8.3 Hz / 首代商用电站 16.7 Hz；氙充气 6 μg/cm³ 保护钢制第一壁；液态锂冷却兼氚增殖；毛电转换效率 45% / 47%）
  2. K. J. Kramer, J. F. Latkowski, R. P. Abbott, T. P. Anklam, A. M. Dunne, B. S. El-Dasher, D. L. Flowers, M. J. Fluss, A. Lafuente, G. A. Loosmore, K. R. Morris, E. Moses, S. Reyes（均属 LLNL）, "Fusion technologies for Laser Inertial Fusion Energy (LIFE)", *EPJ Web of Conferences* 59, 11001 (2013). DOI: 10.1051/epjconf/20135911001
  3. M. Dunne（LLNL）, "Design of the LIFE Power Plant: Laser Inertial Fusion Energy", CLEO: 2013, ATh4O.2. https://opg.optica.org/abstract.cfm?uri=CLEO_AT-2013-ATh4O.2 （激光系统：384 路光束，每路 5.7 kJ @ 351 nm，15 Hz）
  4. E. I. Moses（LLNL）, "The Path To Inertial Fusion Energy", IAEA FEC 2010, IFE/1-3. https://www-pub.iaea.org/mtcd/meetings/pdfplus/2010/cn180/cn180_papers/ife_1-3.pdf （IFE 电站需 10–20 Hz、约 10% 电效率，对比 NIF 的 10⁻⁴ Hz 与 0.5%）
  5. P. Amendt（LLNL）, "A1.5 Fusion Performance"（LIFE.2 设计目标：2.2 MJ @ 351 nm、16 Hz、增益 >60、产额 132 MJ）. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc831600/
  6. LLNL 综述（IFSA 2011 邀请报告）中关于 LIFE 靶成本：约 15 Hz 下 25–30 美分/靶（压铸黑腔件 + 超大批量 CVD 金刚石涂层）. 见 *EPJ Web of Conferences* 59, 01002 (2013). https://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/pdf/2013/20/epjconf_ifsa2011_01002.pdf
  7. Stanford Profiles / SLAC 官方履历：Mike Dunne，2010–2014 年任 LLNL 激光聚变能源主任（LIFE 项目负责人），2013–2014 年兼任 HAPLS 项目主任；2005–2010 年任英国中央激光装置主任；欧洲 HiPER 项目国际负责人；2014 年起任 SLAC 的 LCLS 主任. https://profiles.stanford.edu/86038

靶丸量产与注入

  1. D. T. Goodin, N. B. Alexander, G. E. Besenbruch, A. S. Bozek, L. C. Brown, L. C. Carlson, G. W. Flint, P. Goodman, J. D. Kilkenny, W. Maksaereekul, B. W. McQuillan, A. Nikroo, R. R. Paguio, R. W. Petzoldt, R. Raffray, D. G. Schroen, J. D. Sheliak, J. Spalding, J. E. Streit, M. S. Tillack, B. A. Vermillion（General Atomics，圣迭戈；合作者含加州大学圣迭戈分校）, "Developing a commercial production process for 500 000 targets per day: A key challenge for inertial fusion energy", *Physics of Plasmas* 13, 056305 (2006). DOI: 10.1063/1.2177129 （1000 MWe 电站约需 6 发/秒、约 50 万靶/天；每个靶内含的电值约 3 美元，燃料成本按 10% 计，则送到靶室中心只能花 30 美分）
  2. D. T. Goodin, A. Nobile, D. G. Schroen, J. L. Maxwell, W. S. Rickman（General Atomics）, "Cost-Effective Target Fabrication for Inertial Fusion Energy", GA-24429（2004 年 3 月），第三屆国际惯性聚变科学与应用大会（IFSA 2003，蒙特雷）. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc781664/ （当时单发靶约 2500 美元；激光与重离子驱动 IFE 的成本目标约 0.25–0.30 美元/靶）
  3. "A target fabrication and injection facility for laser-IFE"（靶制造与注入装置 TFIF，General Atomics 等）. https://www.researchgate.net/publication/224613797 （原文摘要：按标准制造工艺对"第 n 座"工厂做分析，单靶成本估算约 17 美分；注入速度最高约 400 m/s；模拟腔室壁温最高 1150 K、腔内气体模拟至 6000 K；目标为 5–10 Hz 低温靶的转运、操作与注入。定位精度要求见文献 25 的表述："以微米级精度把驱动光束引向飞行中的靶丸"）
  4. 关于低温靶量产与 β 分层（beta-layering）技术局限的系统综述：*Review on high repetition rate and mass production of the cryogenic targets for laser IFE*, High Power Laser Science and Engineering. https://wvvw.opticsjournal.net/Articles/OJ39bc896e64e287cc/FullText

光学损伤与终端光学

  1. M. L. Spaeth, P. J. Wegner, T. I. Suratwala, M. C. Nostrand, J. D. Bude, A. D. Conder, J. A. Folta, J. E. Heebner, L. M. Kegelmeyer, B. J. MacGowan, D. C. Mason, M. J. Matthews, P. K. Whitman（均属 LLNL）, "Optics Recycle Loop Strategy for NIF Operations above UV Laser-Induced Damage Threshold", *Fusion Science and Technology* 69(1) (2017). DOI: 10.13182/FST15-119 （NIF 常规运行 >8 J/cm²，为商品级紫外熔石英阈值的两倍以上；回收能力 40 片/周、3 周一圈；若无回收循环须压到约 4 J/cm²、打靶能量降至 1 MJ 以下；LLNL-JRNL-658260）
  2. J. Folta, M. Nostrand, J. Honig, N. Wong, F. Ravizza, P. Geraghty, M. Taranowski, G. Johnson, G. Larkin, D. Ravizza, J. Peterson, B. Welday, P. Wegner（LLNL）, "Mitigation of laser damage on National Ignition Facility optics in volume production", *Proceedings of SPIE*（2013），DOI: 10.1117/12.2030475 （1.8 MJ / 500 TW 时终点光学平均通量达 9 J/cm²（3 ns 等效）；商品级紫外熔石英上限约 5 J/cm²；已修复 700 余片，单片最多回收 11 次）
  3. A. K. Burnham, L. Hackel, P. Wegner, T. Parham, L. Hrubesh, B. Penetrante, P. Whitman, S. Demos, J. Menapace, M. Runkel, M. Fluss, M. Feit, M. Key, T. Biesiada（均属 LLNL）, "Improving 351-nm damage performance of large-aperture fused silica and DKDP optics", *Proc. SPIE* 4679 (2002). DOI: 10.1117/12.461712 （损伤生长律 L = L₀ e^(αN)；KDP 二倍体 1053 nm / 3 ns 平均 12 J/cm²、3σ 上限 18 J/cm²；DKDP 三倍体 351 nm / 3 ns 平均 8.7 J/cm²、3σ 红限 14.3 J/cm²；真空加剧紫外表面退化，终端光学改为 10 Torr 工作环境；MRF 抛光件在 8 J/cm²、15% 对比度下平均约 7600 发触发一个残余缺陷）
  4. M. Runkel, A. K. Burnham, D. Milam, W. Sell, M. Feit, A. Rubenchik（LLNL）, "Results of Pulse-Scaling Experiments on Rapid-Growth DKDP Triplers Using the Optical Sciences Laser at 351 nm", 报告号 UCRL-JC-139623；宣读于 Boulder 激光损伤年会（Annual Symposium on Optical Materials for High Power Lasers），科罗拉多州博尔德，2000 年 10 月 15–18 日. （8–10 J/cm²、3 ns 下针点密度峰值约 10 000 pp/mm³，尺寸 37±20 μm；脉宽标度 τ^0.35；1 ns 下约 16 000 pp/mm³，10 ns 下约 400 pp/mm³）
  5. R. A. Negres, M. A. Norton, D. A. Cross, C. W. Carr（LLNL）, "Growth behavior of laser-induced damage on fused silica optics under UV, ns laser irradiation", *Optics Express* 18(19), 19966 (2010). DOI: 10.1364/oe.18.019966 （1–15 ns 脉宽范围内损伤增长从指数型向线性型的机制转变）
  6. J. DeYoreo, D. Milam, W. Sell（LLNL）, "Laser conditioning study of KDP on the optical sciences laser using large area beams", 报告号 UCRL-JC-128352；宣读于 Boulder 损伤年会，科罗拉多州博尔德，1997 年 10 月 6–8 日. （7–8 发斜升预处理可把针点起始通量提到 1.4 倍，总针点数量最多降 300 倍；即便经过预处理，针点起始通量仍低于 NIF 红限 14.3 J/cm²）
  7. R. L. Bieri, M. W. Guinan（LLNL）, "Grazing Incidence Metal Mirrors as the Final Elements in a Laser Driver for Inertial Confinement Fusion", *Fusion Technology* 19(3), 673–678 (1991). DOI: 10.13182/fst19-673 （Al / 铝合金 / Mg 掠入射镜，250–500 nm、10 ns 条件下损伤限 0.3–2.3 J/cm²（束截面）；中子寿命通量 >5×10²⁰ 个 14 MeV n/cm²；5 MJ / 32 束的系统需 32 面约 10 m² 的镜）
  8. M. S. Tillack, J. E. Pulsifer, K. L. Sequoia（加州大学圣迭戈分校）, J. F. Latkowski, R. P. Abbott（LLNL）, *Grazing-Incidence Metal Mirrors for Laser-IFE*, UCSD-CER-05-08，2005 年 9 月（HAPL 项目）. （铝镜 s 偏振、约 85° 掠入射，248 nm 反射率 >99%；最终光学布置在距靶室中心 20–30 米处；电镀金刚石车削镜在约 18 J/cm² 下经 9.5 万发后出现损伤）
  9. R. W. Moir（LLNL）, "Grazing incidence liquid metal mirrors (GILMM) for radiation hardened final optics for laser inertial fusion energy power plants", *Fusion Engineering and Design* 51–52, 1121–1128 (2000). DOI: 10.1016/S0920-3796(00)00224-6 （钠膜 85° 掠入射、0.35 μm：20 ns 脉冲损伤限 57 J/cm²（垂直于光束计），10 ps 为 1.3 J/cm²；液态铝可达 106 J/cm²；基板需抛光至 ±0.015 μm，自适应光学维持面形；作者明确指出尚需原理验证实验）
  10. S. C. Wilks, P. A. Michel, M. R. Edwards（LLNL，受让人 Lawrence Livermore National Security, LLC）, "Plasma and gas based optical components to control radiation damage", 美国专利申请公开号 US 2025/0149192 A1（2023 年 2 月 17 日提交，2025 年 5 月 8 日公开）. 另见 LLNL 技术转让条目 IL-13725: https://ipo.llnl.gov/ipo-technologies/lasers-and-optics/methods-forming-transient-optical-components-plasma-medium （气体光学的损伤阈值比固体高约两个数量级；等离子体光学每发重新生成，兼顾快门功能）
  11. 《KDP 类晶体的激光损伤研究》，*强激光与粒子束*（2023）. DOI: 10.11884/HPLPB202335.220417 （中文侧关于 KDP/DKDP 激光预处理、非线性吸收与损伤机理的系统综述；含上海光机所相关工作的引用）

Xcimer Energy

  1. Xcimer Energy 官方 FAQ 与路线图. https://xcimer.energy （2022 年由 MIT 校友 Conner Galloway（CEO 兼首席科学家）与 Alexander Valys（总裁）创办于丹佛；三要素为 10 MJ 级 KrF 准分子激光驱动、氘氚燃料胶囊、HYLIFE-III 熔盐腔；路线图 Phoenix（2026，丹佛）→ Anvil（2028，200 kJ 双面打靶演示）→ Vulcan（2031，4 MJ、可升级至 12 MJ，由 40 个 Argos 模块组成，目标工程盈亏平衡）→ Athena（2030 年代中期，400 MW，重频最高 1 Hz））
  2. Xcimer 与 TRUMPF Laser SE 的 Dirk Sutter 合著白皮书（2026 年）. https://xcimer.energy/xcimer-and-trumpf-paper-on-the-commercialization-of-laser-fusion （主张以准分子激光 + 非线性光学绕开固体光学的材料科学限制；终端光学面积 <1 m² 支撑 10 MJ；激光成本目标 <100 美元/焦耳）
  3. Xcimer Energy 新闻稿（2026 年 2 月 3 日）：与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校、阿尔伯塔大学合作的受激布里渊散射测量，发表于《APL Photonics》. https://xcimer.energy/news/researchers-at-xcimer-energy-and-universities-remove-major-bottleneck-for-commercializing-laser-fusion-energy （实验在 UIUC 完成，由研究教授 Andrey Mironov 主持、J. Gary Eden 教授指导；确认低压惰性气体中 SBS 由动力学机制主导，相互作用强度较标准流体模型高一个数量级以上；印证 1975 年苏联论文"强 13 倍"的预言）
  4. American Nuclear Society（2026 年 6 月 10 日）, "DOE approves Xcimer's laser fusion power plant design". https://www.ans.org/news/2026-06-10/article-8111/doe-approves-xcimer-laser-fusion-power-plant-design （DOE 通过 Athena 预概念技术设计；Phoenix 光源脉冲能量超 1 kJ、SBS 气体光学长 38 米；腔室与电站设计副总裁 Susana Reyes；技术源自海军研究实验室）

Focused Energy 与其他公司

  1. Focused Energy 官网（团队、新闻稿）. https://www.focused-energy.co （2021 年创办；CEO Scott Mercer，总裁 Thomas Forner，首席科学家 Markus Roth（达姆施塔特工大教授、APS Fellow）；首席战略官 Debbie Callahan（LLNL 35 年，NIF 点火攻关共同负责人、ICF 设计物理部主任）；科学主任 Pravesh Patel（LLNL 23 年，前 ICF 副主任项目领导、快点火项目领导）；实验负责人 Wolfgang Theobald（LLE 19 年，快点火与冲击点火项目领导）；IFE 理论负责人 Stefano Atzeni（罗马大学退休教授）；堆设计负责人 Jose Manuel Perlado（马德里理工核聚变研究所所长，前 HiPER 腔室设计负责人））
  2. Focused Energy 新闻稿（2024 年 12 月 17 日）：与 Amplitude Laser 签订 4000 万美元协议，采购两台千焦级高能激光器，安装于其湾区激光研发设施；每 60 秒一发。
  3. Focused Energy 新闻稿（2025 年 2 月 5 日）：与 LLNL 签署 CRADA，支持 DOE INFUSE 项目开发润湿泡沫靶内爆模拟模型。
  4. Marvel Fusion 与 Colorado State University 合作（1.5 亿美元共建 ATLAS：Advanced Technology Lasers for Applications and Science，三台多拍瓦激光、10 Hz，合计近 7 PW，2026 年建成；CSU 侧为先进光束实验室主任 Jorge Rocca 与 Carmen Menoni；Marvel CEO Moritz von der Linden，CTO Georg Korn 曾任 ELI 科学主任）. 见 optics.org 与 CSU 官方报道 https://www.optics.org/news/marvel-fusion-to-build-150m-laser-facility-at-colorado-state-university ；https://magazine.csusystem.edu/?p=4847
  5. HPLSE 社论（2025），《High Power Laser Science and Engineering》——对全球激光聚变公司（Blue Laser Fusion、EX-Fusion、Focused Energy、GenF、HB11、Inertia、LaserFusionX、Longview、Marvel、Xcimer）的梳理. https://www.researching.cn/HiringPubPDF/HPL-2025-0262.pdf
  6. 中小企業基盤整備機構（日本）对株式会社 EX-Fusion 的专访（2025 年 10 月）：2021 年 7 月由光产业创成大学院大学森芳孝、大阪大学藤岡慎介、社长松尾一輝三人创办；2025 年 7 月在滨松 HI-Cube 实现直径 1 mm 铁球每秒 10 次自由落体跟踪命中；目标 2027 年实现连续聚变反应实证. https://www.smrj.go.jp/incubation/report/2025/mimc180000004s13.html

日本与中国

  1. IAEA, *World Fusion Outlook 2025*. https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/p15935-25-02871E_WFO25_web.pdf （大阪大学激光工程研究所 ILE：GEKKO XII + LFEX 升级 2027 年完成，升级后 GEKKO XII 达 6 kJ、LFEX 有效输出提高十倍以上；SENJU 高重频激光 100 J @ 100 Hz；2030 年目标压缩 >100 g/cm³、加热 >10 keV）
  2. J. Zhang（张杰）, W. M. Wang, X. H. Yang, D. Wu, Y. Y. Ma, J. L. Jiao, Z. Zhang, F. Y. Wu, X. H. Yuan, Y. T. Li, J. Q. Zhu, "Double-cone ignition scheme for inertial confinement fusion", *Philosophical Transactions of the Royal Society A* 378(2184), 20200015 (2020). DOI: 10.1098/rsta.2020.0015 （作者单位：中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室、上海交通大学激光等离子体教育部重点实验室与 IFSA 协同创新中心、中国人民大学、国防科技大学、浙江大学、北京大学、中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室）
  3. 2025 浦江创新论坛（2025 年 9 月 21 日，上海）张杰院士主旨演讲《用激光聚变点亮未来》相关报道：《文汇报》2025 年 9 月 22 日；中国新闻网 2025 年 9 月 23 日. https://m.chinanews.com/wap/detail/cht/zw/10487784.shtml （在神光Ⅱ升级装置上完成 11 轮大型实验；重频目标直取 50 Hz；三步走 2026–2030 / 2031–2035 / 2036–2045，2045 年商业运行；2024 年底在嘉定启动研究基地建设）
  4. 关于中国神光系列装置（神光Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ）的公开综述，见 https://www.nuclear-fusion.com.cn/blog/100-81 （神光Ⅲ主机 SG-Ⅲ：中物院激光聚变研究中心联合国内 200 余家单位建设，48 束、设计总输出 180 kJ，2015 年建成并完成首次全功率打靶，输出 181.3 kJ）

HiPER 与早期电站概念

  1. HiPER 技术报告（RAL-TR-2007-008），由 Mike Dunne 协调，来自 12 国 50 余位科学家，含中央激光装置（CLF）、通用原子、LULI、ILE 大阪、CEA、马德里理工等机构. https://epubs.stfc.ac.uk/bitstream/5843/RAL-TR-2007-008.pdf
  2. HiPER 项目准备阶段启动（2008 年 10 月 6 日，伦敦），项目领导人为时任 STFC 光子科学部主任、中央激光装置主任 Mike Dunne；10 国参与、26 家机构. 见《Nuclear Engineering International》与 hiperlaser.org 报道
  3. W. R. Meier, "Osiris and Sombrero inertial fusion power plant designs—summary, conclusions, and recommendations", *Fusion Engineering and Design* (1994). （Osiris 与 Sombrero 为美国 KrF 激光驱动的 IFE 电站设计，采用掠入射金属镜方案）

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*本文所有数字、人名、机构与卷期页均逐条核对过原始出处。凡属公司对外口径（如时间节点、成本目标）已在正文标明来源性质，未与同行评议结论混淆。*