位于新墨西哥州桑迪亚国家实验室的 Z 机器会释放地球上最强烈的脉冲电流。数百万安培的电流可以被发送到一个铅笔橡皮擦大小的金属圆柱体中，产生一个磁场，该磁场会产生一种力——称为 Z 箍缩——在几分之一秒内压碎圆柱体。
自 2012 年以来，科学家们一直使用 Z 箍缩来内爆填充氢同位素的圆柱体，以期达到产生能量的核聚变所需的极端温度和压力。尽管他们做出了努力，但他们从未成功达到点火——即从聚变中获得的能量大于投入能量的点。
但在附加了另外两个组件后，物理学家认为他们终于走上了正确的道路。在桑迪亚的磁化衬里惯性聚变 (MagLIF) 实验中工作的研究人员增加了一个辅助磁场来热绝缘氢燃料，并使用激光对其进行预热（参见“感受挤压”）。11 月下旬，他们首次测试了该系统，使用了 1600 万安培的电流、10 特斯拉的磁场和来自绿色激光的 2 千焦耳的能量。
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“我们对结果感到兴奋，”桑迪亚的 Z 机器和脉冲功率科学中心主任马克·赫尔曼说。“我们认为这是对它正在像我们认为的那样工作的确认。”
该实验产生了约 1010 个高能中子，这是衡量实现的聚变反应数量的指标。这是 MagLIF 的记录，尽管它仍然远未达到点火。尽管如此，该测试表明了这种脉冲功率聚变方法的吸引力。“使用脉冲功率更有可能在早期实现实质性的增益，”位于纽约州伊萨卡市的康奈尔大学核物理学家大卫·哈默说，他共同撰写了美国国家研究委员会 2013 年对聚变能源方法的评估报告。
资料来源：桑迪亚国家实验室。
MagLIF 的年度预算相对较少，仅为 500 万美元，与两个聚变巨头相比，它就像一个大卫：加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室耗资 35 亿美元的国家点火装置 (NIF) 和在法国建造的耗资 150 亿欧元（200 亿美元）的 ITER 实验。（桑迪亚每年约有 8000 万美元用于运行 Z 机器，但除了 MagLIF 之外，它还用于其他实验。）NIF 使用近 2 兆焦耳的激光能量挤压燃料舱，而 ITER 将在甜甜圈形状的“托卡马克”中使用 10,000 吨超导磁体来固定等离子体，以促使自持聚变。
这两个大型项目都遇到了问题。经过两年的共同努力，NIF 远未达到 2012 年最后期限的点火目标。此后，其聚变产量显着增加——最近一次射击产生了近 1016 个中子，赫尔曼说——但每年超过 3 亿美元的项目在 2014 年面临进一步的预算削减。与此同时，延误和预算超支已成为 ITER 的常态。该设施预计要到 2027 年才能开始运行——比最初计划晚了 11 年。
除了更便宜之外，MagLIF 似乎还具有技术优势。激光不仅可以预热氢燃料，还可以使其更具导电性——从而更容易受到 Z 箍缩的影响。此外，在去年年底发表的一篇论文中，MagLIF 物理学家展示了证据，表明施加的辅助磁场除了可以隔离燃料外，还可能具有稳定圆柱体在内爆时的副作用（T. J. Awe 等人，《物理评论快报》111, 235005; 2013）。桑迪亚物理学家斯蒂芬·斯卢茨说，如果是这样，那将减少流体动力学不稳定性，这种不稳定性可能会在聚变开始之前分散能量和燃料。他在 2009 年提出了 MagLIF 系统。
在未来几年内，MagLIF 科学家计划打开他们拥有的所有三个旋钮。他们可以将 Z 机器提升到 2700 万安培；他们可以将磁场提升到高达 30 特斯拉；他们计划将激光升级到 8 千焦耳。他们还计划将燃料从氢同位素氘制成的燃料转换为包含氘和另一种同位素氚的燃料——这也应该会提高产量。到 2015 年，他们希望实现 1016 个中子或大约 100 千焦耳的产量，足以表明点火已经触手可及。
迅速取得进展至关重要。美国国家核安全管理局是能源部资助 NIF、Z 机器和其他激光聚变工作的部门，计划在 2015 年向国会提交一份关于这些技术未来的评估报告。如果 MagLIF 达到其 100 千焦耳的目标，则可以支持将 Z 机器升级到 6000 万安培或更高的论点，模拟表明这将足以实现点火。
“我们都希望他们能够在早期射击中取得成功，从而证明建造一台更大的机器是合理的，”哈默说。