在通往聚变能的正确道路上

关于发展核聚变作为能源的新报告,vwin手机版应美国要求编写能源部长,建议采用与麻省理工学院等离子体科学与聚变中心(PSFC)和私人资助的联邦聚变系统(CFS)近年来制定的路线密切一致的国家聚变战略,德赢手机版麻省理工学院(MIT)最近的一项成果。

核聚变技术长期以来一直被寄予安全生产的希望,丰富,无碳电力,在努力克服创造和利用核聚变反应产生净能量增益的艰巨挑战的同时。但是来自国家科学院的一致研究报告,德赢手机版工程,医学指出,磁约束聚变技术(自20世纪70年代以来麻省理工学院的一个重点)现在已经“足够先进,可以提出一条在未来几十年内证明聚变产生能量的途径”。

它建议继续美国参与国际ITER核聚变设施项目和“一项伴随研究和技术的国家计划,该计划将导致以尽可能低的资本成本建造一个小型试验工厂,利用核聚变发电。”

这种方法(报告称,在未来几十年里,每年将需要至多2亿美元的额外资金)利用了新一代超导磁体提供的机会,反应堆材料,模拟器,以及其他相关技术。委员会特别强调的是高温超导磁体方面的进展,这种磁体可以进入更高的磁场和更小的机器。报告建议美国程序证明高场大口径磁铁。与ITER这样的大型实验相比,它们被认为可以实现更快、更低成本的学习和开发周期。vwin手机版直到2025年才会上线,同时仍然受益于这些项目所产生的知识。

这种更小、更快、更便宜的方法体现在SPARC反应堆的概念中,它是由PSFC开发的vwin手机版,是CFS在2020年中期展示能量增益聚变的积极努力的基础,并在2030年早期产生实际的反应堆设计。这种方法是基于类似的结论,即高温磁场代表着一种改变游戏规则的技术。CFS和MIT之间正在进行一项3000万美元的项目,以演示MIT正在进行的高场大口径超导磁体,这是紧凑型聚变能系统的关键一步。尽管其他一些私人投资的核聚变公司提供了大致相当的时间表,美国国家科学院的报告预计,核聚变反应堆的示范要到2050年才会出现。

报告还确认,托卡马克方法的科学基础在过去十年中得到了加强,使人们更加相信这种方法,这是ITER和SPARC的基础,具有实现净能量增益的能力,是电厂的基础。基于这一增加的信心,委员会建议推进一个试验性发电厂的技术发展,将电力输送到电网上。vwin手机版

“国家科学院是一个非常有思想的组织,他们通常非常保守。CFS首席执行官。“我们很高兴看到他们发布了一个信息,是时候进入核聚变了,这种紧凑和经济的方式是可行的。我们认为发展应该更vwin手机版快,但它为那些想要应对挑战的人提供了证明,并展示了我们在美国可以做的事情这将导致电网通电。”

安德鲁•荷兰最近成立的聚变工业协会主任和美国安全项目的能源和气候高级研究员,注意到报告的作者被指控创建“反映当前路径的共识科学报告,德赢手机版目前的途径是建立ITER并在那里进行实验,同时设计一个试点工厂,演示。

推动共识朝着更快的方向发展,添加荷兰需要CFS等公司的实验结果。这就是为什么在美国有私人投资的公司是值得注意的全世界都在追求能够证明这一点的科学成果。这项研究的目的当然是让政府为基础的科学界思考一个战略计划。德赢手机版它应该被看作是融合社区团结起来并组织自己的过程的一个开端。”

或者,马丁·格林沃尔德,PSFC副主任,资深核聚变研究员,所说的,“在我们的社区中,有一种趋势是争论20年计划或30年计划,但我们不想忽视未来三到五年我们需要做的事情。我们可能在长期内没有共识,但是我们现在需要一个,自从我们宣布SPARC项目以来,这一直是一致的信息——让更广泛的社区参与进来,采取主动。

“对我们来说,关键是,如果核聚变将对气候变化产生影响,我们需要迅速的答案,我们不能等到世纪末,这就是日程安排。进来的私人资金有帮助,但公共资金应该参与并补充这一点。每一方都有适当的角色。国家实验室不建造发电厂,私人公司不做基础研究。”

虽然公共和私营组织正在寻求几种融合方法,美国国家科学院的报告专门关注磁约束技术。这反映了该报告在美国能源部(Department of Energy)对2016年国会要求提供美国能源信息的回应中所扮演的角色参与ITER,一个磁约束的项目。报告委员会的19位专家,他进行了两年的研究,还负责探索“如何最好地推进美国聚变科学”和“在美国有可能选择的情况下,加强聚变能实现基础的科学合理性和必要性”等相关问题德赢手机版是否参与ITER项目。”

该报告的发表正值人们对聚变能重新产生兴趣,大约有20家私营公司在寻求发展,vwin手机版在最近的联邦预算中增加了资金,并形成融合行业协会,倡导社会为一体。但报告警告说,“与我们的国际合作伙伴的计划相比,美国缺乏长期研究战略的情况尤其明显。”

这种情况可能正在演变。“一个半月前,我们在华盛顿召开了一次非常愉快的利益相关者会议,私人公司之间产生了很多共鸣,研究社区,能源部,以及来自两党的国会工作人员,”格林沃尔德说。“似乎有动力,虽然我们还不知道它将采取什么形式。”他补充说,建立一个行业协会对于在华盛顿进行导航和交流非常有帮助。

“我们希望看到政府在提升所有核聚变公司的事业中发挥作用,比如先进材料实验室,从反应堆中提取热量的过程,加法制造,模拟,以及其他工具,”Mumgaard说。“有许多合作和合作的机会;每个公司都有不同的合作伙伴关系,甚至在与麻省理工的人事交流中也是如此。”

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