每天製造微小燃料：從產業角度解讀雷射核融合的靶製造

談到雷射核融合發電廠，人們的目光往往集中在龐大的雷射裝置。然而，每次重複運轉都要供應的微小燃料靶，也有一套獨立的製造業課題。精密製作一顆，與持續大量交付符合品質要求的產品，並不相同。

本文以美國勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL）與大阪大學的研究為線索，解讀串聯靶製造、檢驗與搬送的工作。若想先了解整體方式，可閱讀雷射核融合基礎解說。

• 靶是容納燃料的精密零組件或結構；設計方式不同，所需形狀與製程也不同。
• 評估量產時，不只要看加工速度，也要納入檢驗、良率、低溫處理與供應至反應爐的流程。
• 3D製造已有實驗成果，但不代表符合發電廠品質與生產速度要求的量產技術已經完成。

靶是容納燃料、供雷射壓縮與加熱的結構。在 NIF 典型的間接驅動方式中，裝有燃料的膠囊被置於稱為黑腔的容器內，與雷射直接照射膠囊的方式構成不同。LLNL 也介紹了以非破壞方式檢查靶材料與零件、確認是否符合要求的流程。NIF 的靶介紹

關鍵在於：尺寸小，不代表只是簡單的耗材。需要控制形狀、表面與組裝狀態，才能達到設計方要求的性能。供應價值不只在成形或鍍膜這一段，而是延伸至能用檢驗證明品質的整個範圍。

日本也有相關製造研究基礎。大阪大學雷射科學研究所的靶工廠，開發並提供高能量密度科學實驗所需的各種靶。不過，網站列出的靶並不全是發電反應爐用的燃料產品。必須區分研究用途與未來量產用途。大阪大學靶工廠

LLNL 的 LIFT 將慣性核融合能源用靶的製造能力列為研究課題：以每座發電廠每日約100萬顆、單價低於50美分為目標。這不是目前的訂單數量或市場價格，而是假設未來發電廠需求所設定的開發參考值。反應爐設計不同，要求也會改變。LIFT 的靶製造研究

在研究工作中，配合有限的實驗機會製作特殊靶，自有其價值。供應發電廠時，則必須同時滿足反覆取得相同品質與降低製造費用的要求。即使某次實驗精挑細選出的一顆表現優異，也不能只憑這一點了解整座工廠的供應能力。

以下是編輯部的商業分析。檢視製程時，除了單台機器的加工時間，也應納入換線設定、等待檢驗、返工與設備檢查。代表合格品比例的「良率」一旦下降，每交付一顆合格品所耗用的材料與時間就會增加。討論單價時，與其只問製造了幾顆，不如從符合條件、實際交付了幾顆開始，會更具體。

LLNL 在2025年4、5月號技術解說中，介紹了以雙光子聚合這種精微光固化製造技術製成膠囊，並用於 NIF 實驗的過程。最早的實驗是2024年3月與5月進行的直接驅動測試，並非本次才首次公布的成果。LLNL 的3D製造研究解說

這種方式的吸引力，在於更容易探索傳統製法難以製作的內部結構與形狀。但同一篇解說也指出，製造接縫可能造成缺陷，而且目前尚未達到傳統膠囊的品質，以及發電廠所需的製造速度。包括平行製造在內的改善仍處研究階段。

因此，現在就下結論說「已經可以用3D列印機量產核融合燃料」，仍嫌過早。可供實驗使用的試作品、目標物理性能、生產速度與量產費用，是不同的評估項目。對設備製造商而言，與其只證明能製造，更有價值的提案是說明能減少哪些缺陷、如何偵測，以及怎樣在不降低品質的情況下縮短流程。

LLNL 介紹的靶製造改善，不只包括組裝自動化，也包括表面影像擷取與低溫洩漏測試的自動化。官方解說列有過去減少工時的案例，但不能把它當成目前發電反應爐用靶的量產速度。NIF 製造與檢驗流程

規劃生產線時，即使加工設備很快，若後續判定跟不上，出貨量仍不會增加。反之，若略過檢驗、只追求數量，可能導致使用端的不良品問題或運轉中斷。需要把檢驗設備、影像處理、搬送，以及將結果與產品連結的資訊管理，一併設計。

有意參與的企業首先應確認：「什麼情況算不良？」「能量測到什麼程度？」「判定需要幾秒？」應與接收方商定哪些項目逐件檢查，哪些項目另以試片等方式確認製程穩定性。從提出測量值，到能根據該數值決定接受或拒收，中間仍有工作要做。這些是規劃量產的實務問題，不是某個研究所的個別採購規格。

LIFT 也將靶送入反應爐時承受熱與加速、掌握其軌跡並與雷射對準，列為開發課題。即使製造時形狀合格，若抵達使用位置前狀態改變，仍可能無法發揮所需性能。

大阪大學的雷射核融合系統研究，除了極低溫靶製造，也以燃料注入裝置與光學設備等為研究對象。製造與供應在這裡同樣是相連的課題。大阪大學研究介紹

企業分工時，製造膠囊、執行檢驗與製造搬送設備的公司之間，責任界線十分重要。交付時應處於什麼狀態？交付後的溫度、污染與破損由誰管理？除了單一零件合格，也應決定串聯製程測試要確認哪些事項。未來連續運轉的適用性，與目前單次測試的適用性，最好能分開說明。

進入這個領域，不只有整套燃料靶供應一條路。精微加工、鍍膜、非接觸檢驗、潔淨搬送、低溫設備與製程資料管理，都可能把企業技術對應到特定問題。但研究上的需求，不代表訂單或營收已有保證。

先把提案的交付成果分成三類，較容易展開討論。試作品要說明對應形狀與可用條件；檢驗要說明能找出的缺陷與測量極限；設備則要說明合格品供應速度與維護管理條件。將這些內容配合對方的開發階段，從小規模評估測試開始，建立下一步判斷所需的資料。

比較費用時，也必須統一單價涵蓋範圍：材料、加工、檢驗、篩選、包裝與搬送，究竟包含哪些？燃料處理範圍與安全管理責任也必須確認。不能把「一顆多少錢」的目標，直接當成自家產品的售價或利潤率。

雷射核融合的產業化，一方面是製造強光的競爭，另一方面也是建立持續交付符合品質要求之微小產品的機制。從最高性能的一顆，轉向完成檢驗、可以供應的一顆。轉換視角，便能看見製造業可提供的價值。