点击 核聚变商业化 关注我们
导语
2026年9月11日，Type One Energy团队在Fusion Science and Technology发表论文Observations for a Fusion Tritium Economy，从机队层面重新讨论D-T聚变的氚供应问题。
论文提出，与要求每座聚变电站同时实现氚自持和高效发电相比，未来是否可以让部分设施专门承担氚增殖，其他设施则降低自身TBR要求，将更多设计空间用于发电性能优化。
以下为该研究的主要内容及行业思考。
图片来源：公开资料
D-T聚变商业化需要解决一个基本问题：
氚从哪里来？
一、专门的“氚增殖电站”
论文构建了一个代表性的氚增殖型电站Plant A，并采用氦冷卵石床（HCPB）包层进行中子学分析。
针对Type One Energy的Infinity Two仿星器模型，作者计算得到基准TBR约为1.483，并在后续燃料循环分析中采用1.438的有效TBR作为较保守的参数。
论文同时比较了ARC-like紧凑高场装置、STEP-like球形托卡马克和Infinity Two仿星器在相同HCPB包层下的增殖表现。
下图：不同聚变构型下的TBR比较
图片来源：公开资料
在论文设定的800 MWth、75%运行率等假设下，Plant A每年产生约48.34 kg氚，自身消耗约33.62 kg，形成约14.72 kg的年度盈余。
这部分氚不再全部用于Plant A自身，而是可以储存并向其他发电型聚变电站供应。
二、让发电电站降低TBR要求
Plant B代表另一类电站，其主要目标不是最大化氚增殖，而是提高发电性能。
在没有外部氚供应的情况下，Plant B需要消耗约33.62 kg/年的氚。若得到Plant A约14.72 kg/年的氚盈余，其内部需要自行解决的氚缺口下降至18.90 kg/年。
按照论文的年度质量平衡模型，这意味着Plant B所需的有效TBR可以降低至约0.56。
这里的意义并不是“聚变电站可以不再增殖氚”，而是将部分增殖任务转移给机队中的其他设施。
对于Plant B而言，在满足热管理、结构完整性、安全和监管等基本约束的前提下，可以减少对高TBR的追求，将更多设计空间用于提高冷却剂出口温度、热电转换效率、功率密度、结构寿命和可维护性。
三、一个增殖电站能支持多少发电电站？
论文进一步考虑了Plant A向多个发电型电站供氚的情况。
动态燃料循环模型显示，在特定参数和库存管理策略下，Plant A向Plant B的最大持续供氚速率约为6.6×10⁻⁷ kg/s，可抵消一个等效800 MWth D-T装置约46.5%的氚需求，对应Plant B所需TBR约0.54。
当供应能力进一步分配给Plant B和Plant C时，每座电站获得的外部氚供应约为3.0×10⁻⁷ kg/s，对应外部供应抵消约21%的需求，所需TBR约0.79，即约0.8。
这说明，在论文的模型中，增殖型电站与发电型电站并不存在固定的一对一关系。能够支持多少下游电站，取决于增殖电站的剩余增殖裕量、运行率、燃料循环效率、库存增长速度以及下游电站自身的TBR缺口。
从系统角度看，氚由“单座电站必须满足的指标”，转变为可以在不同设施之间配置的资源。
下图：Plant A向Plant B/C供氚的动态过程
图片来源：公开资料
四、燃料循环效率同样影响“氚经济”
论文并没有只讨论包层TBR，还进一步建立了基于停留时间的动态氚燃料循环模型。
在基准模型中，作者假设800 MWth D-T装置的氚燃烧率为1.42×10^-6 kg/s，并考察直接内部回收（DIR）比例和同位素分离系统（ISS）停留时间等参数对启动库存和氚库存翻倍时间的影响。
结果显示，提高DIR比例、缩短ISS停留时间，都可以降低启动所需氚库存并缩短库存翻倍时间。
💡 例如，在TBR=1.438的条件下，DIR比例从0提高到0.8时，模型得到的启动库存由约1.11 kg下降至0.31 kg，翻倍时间由约44.7天缩短至13.9天。
这说明，未来的“氚经济”并不只是一个TBR问题。增殖、提取、处理、回收、储存以及库存管理共同决定了一个聚变机队能够多快形成氚盈余，并将其供应给新增电站。
五、专业化分工可能改变电站设计权衡
论文最后比较了两种架构：两座同时承担发电和氚增殖任务的电站，以及一座氚增殖型电站加一座发电型电站。
在作者给定的FOAK成本和技术参数下，前者的总净电功率为333 MWe，后者为388 MWe；相应的示例性LCOE从250美元/MWh下降至216美元/MWh，LCOT从5510万美元/kg下降至3210万美元/kg。
因此，这部分更值得关注的是架构变化带来的经济逻辑，而不是具体的LCOE和LCOT数值。
行业观察：
氚自持是否必须在每座电站完成？
对于该论文及Type One Energy公司，已有持续观察者提出了不同视角。
有讨论认为，电站的最优TBR可能取决于聚变机队扩张速度：早期电站可依赖外部氚源，但若进入快速规模化阶段，后续电站的启动氚需求将成为约束。
也有观点指出，论文所设想的低TBR甚至零增殖发电站，与传统“每座电站尽可能实现氚自持”的思路存在明显差异。
这也留下一个值得关注的问题：在实际聚变产业规模化过程中，究竟是每座电站独立实现氚自持，还是由专门增殖设施与发电电站分工，更具经济性？
参考阅读 📚
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15361055.2026.2716587
https://typeoneenergy.com/publications/
下载专区：点击下载PDF
Observations for a Fusion Tritium Economy.pdf
Type One：与CFS合作技术、与TVA共建电厂、又联手私募完善供应链，这是要飞吗？
仿星器聚变加速跑：Type One Energy电厂设计审核通关！
Type One获8700万美元融资，B轮投前估值约9亿美元
万字长文 | 仿星器崛起简史：从科学坚持到商业未来
万字长文 | 托卡马克（上篇）：出道即巅峰的物理学奇迹
万字长文 | 托卡马克（下篇）：高温超导引爆的技术奇点
万字长文｜上帝的烟圈：FRC构型七十年沉浮录
深度长文 | 中国核聚变商业化发展全景
从6家到18家：中国聚变能源，过去一年发生了什么？
觉得本文对您有用的话，帮我点个“❤”吧 👇🏻
END