2025年11月18日，美国Zap Energy公司在美国物理学会等离子体物理分会上公布，其最新装置“聚变Z箍缩实验3号”(FuZE-3)成功实现了电子压强高达830MPa、总压强达1.6GPa的等离子体。该成果是剪切流稳定Z箍缩技术迄今达到的最高压强性能，也是实现科学能量增益(即Q>1)道路上的重要里程碑。值得一提的是，该公司是入选美国能源部“里程碑式聚变发展计划”的8家公司之一。美国政府通过支持包括Zap Energy在内的多家采用不同技术路线(如托卡马克、仿星器、磁镜等)的创新企业，旨在培育一个多元化且具有竞争力的本土聚变产业生态。
技术背景
实现聚变反应需要极高温度与密度的等离子体。压强作为结合温度与密度的关键指标，决定了聚变反应速率与能量输出。该公司的剪切流稳定Z箍缩技术不走极端高压或长时间约束路线，而是寻求压缩与约束时长之间的平衡。Zap Energy的物理机制属于准稳态磁约束，而非通过强大激光阵列(或某些Z箍缩)在纳秒内压缩弹丸的惯性约束聚变。在其方案中，控制等离子体加速以生成并维持稳定流动与控制压缩同等重要。
核心突破
压强水平：目前单次测量的最高电子压强为830MPa，总等离子体压强(电子与离子之和)约为1.6GPa。该压强维持了约1μs。
其他参数：近期FuZE-3的实验多次重复实现了电子密度在3×1024~5×1024m-3范围内、电子温度超过1keV的等离子体。
FuZE-3装置简介与创新
FuZE-3是FuZE系列的第三代装置，也是该公司建造的第五台剪切流稳定Z箍缩装置。
技术传承：在该公司的技术发展历程中，首台装置FuZE(已退役)是首个实现突破1keV温度里程碑的设备;而目前性能最佳、在功率和聚变中子产额方面领先的FuZE-Q装置，仍与FuZE-3并行运行。
核心目标：FuZE-3的设计旨在显著提升三重积。
核心创新：在传统双电极系统中，单脉冲电流必须同时承担等离子体加速(提供稳定流动)和压缩(形成Z箍缩)双重任务，导致压缩效率难以最大化。FuZE-3的核心创新在于其采用了三电极与两组电容器组的设计架构。
突破原理：通过将聚变发生器中原有的两个电极之一进行分离改造，增加了第三电极。这相当于为设备安装了一个全新的“调控旋钮”，从而能够独立控制并大幅提升对等离子体的压缩能力。
提升幅度：最终实现的等离子体压强较以往实验高出整整十倍。
未来规划
成果发布：团队计划在未来数月内于科学期刊发表FuZE-3的详细结果，并持续推进实验。
新装置启动：在FuZE-3测试进行的同时，Zap计划于今年冬季启动新装置FuZE-A。
电站工程验证：以Century示范平台为核心的电站工程同步推进。该完全集成的聚变演示系统已于2024年启动，专注于剪切流稳定Z箍缩技术。Century的输入功率高达100kW，核心目标是模拟未来商业电站的实际运行条件，以全面验证Zap公司的工程设计方案。
关于Zap Energy
Zap Energy成立于2017年，致力于开发低成本、紧凑型且可扩展的聚变能源解决方案。其创新技术无需依赖昂贵复杂的磁线圈，即可实现对等离子体的有效约束和压缩。该公司采用的剪切流稳定Z箍缩技术展现出显著的经济性优势，所需资金投入远低于传统聚变方案。目前，Zap Energy在西雅图和圣地亚哥设有研发中心，拥有150名团队成员，并获得多家领先金融及战略投资者的支持。根据美国聚变产业协会发布的《2025年全球聚变产业》报告，该公司已完成3.38亿美元融资。
