美國能源部 核聚變能源科學

2022/11/28
高科技

日期:2022/11/28   IA

聚變能源科學 (FES) 計劃有兩個目標:(1) 擴大對極高溫度和密度下物質的理解,以及 (2) 建立開發聚變能源所需的知識。提供來自聚變的能源是 21 世紀工程面臨的 14 大挑戰之一,FES 是最大的聯邦政府研究支持者,正在解決克服這一挑戰的剩餘障礙。

等離子體是非常熱的氣體,熱到電子已經從原子核中游離出來,形成了可以由電場和磁場控制的離子和電子集合。已知的宇宙由超過 99% 的等離子體組成,這些等離子體形成了太陽等恆星。科學家研究太空中的等離子體,如恆星爆炸,以更好地理解等離子體物理學。科學家還研究地球上發生的等離子體,如閃電。還有一些製造出來的等離子體隨處可見,例如燈泡和商店的霓虹燈。有些等離子體具有實際應用,例如先進的醫療和衛生程序。然而,在地球上創造和維持等離子體存在挑戰。

太陽產生每個人都可以看到和感覺到的光和能量。它通過稱為融合的過程來做到這一點。聚變發生在等離子體中,兩個原子核結合形成一個新原子。這種情況在太陽中發生多次,產生巨大的能量。科學家現在想在地球上重現這一過程並收集能量來發電。這種無碳能源給人類帶來的希望和潛在利益是巨大的。實現這一目標將對人類文明及其對地球的影響產生深遠而重大的影響。

FES 與其合作夥伴科學機構一起支持一支敬業的員工隊伍,自 60 多年前首次聚變實驗以來,他們取得了令人矚目的進步。美國能源部國家實驗室、大學和私營企業的科學家和工程師每天都在取得進展。在這項基礎研究的公共財政支持下,聚變科學家正在使用當今世界上一些最雄心勃勃的能源項目、最強大的超級計算機和最快的網絡對聚變能的可行性進行基礎測試。

                        

2018 年 5 月,位於聖地亞哥的 DIII-D 國家聚變設施開始了為期 11 個月的工程升級,以啟用新一代實驗。
能源部提供的視頻

FES 計劃公告
能源部宣布撥款 4700 萬美元用於託卡馬克和球形託卡馬克設施的研究

創新研究將縮小聚變能試驗工廠在科學和技術基礎上的差距

美國 能源部宣布撥款 5000 萬美元用於具有里程碑意義的聚變開發計劃

這個新的公私合作計劃是實現政府大膽的商業聚變能源十年願景的第一步

華盛頓特區——今天,美國能源部 (DOE) 宣布撥款 5000 萬美元啟動一項新的里程碑式聚變開發計劃,該計劃已獲得 2020 年能源法案的授權。該計劃將支持營利性實體,這些實體可能會與與國家實驗室、大學和其他機構合作,以實現成功設計聚變試驗工廠 (FPP) 的主要技術和商業化里程碑,這將有助於實現技術和商業可行性的聚變。該計劃參考了聚變能源科學諮詢委員會最近的報告;美國國家科學院、工程院和醫學院;社區工作坊;和私營企業的投入。

“核聚變有望成為一種按需、安全、豐富的無碳初級能源和電力來源,並有可能改變我們生產和使用能源的方式,”美國能源部副部長大衛特克說,他今天宣布在匹茲堡全球清潔能源行動論壇的聚變展示活動上,他在開幕詞中啟動了該計劃。 “今天,有近 50 億美元的私人資本投資於主要位於美國的核聚變公司。本屆政府渴望與這些公司合作,共同努力,加快邁向以聚變為動力的未來,為全球提供豐富的能源和能源安全。”

“自 2022 年 3 月白宮核聚變峰會和 2022 年 6 月 DOE 核聚變研討會以來,DOE 一直在努力建立這個項目,它利用 DOE 可用的合同機制來允許基於里程碑的付款和其他靈活性,以邀請強大的行業參與,”美國能源部負責科學與創新的副部長 Geraldine Richmond 說。

計劃總資金高達 5000 萬美元,用於資助獲獎者在獲獎後 18 個月內交付 FPP 預概念設計和技術路線圖。為實現完整概念性 FPP 設計的後續里程碑提供資金,總執行期長達五年,將取決於是否滿足早期里程碑和未來的年度撥款。項目團隊將由營利性實體領導,這些實體必須達到特定的里程碑才能獲得該部門的資助。預計獲獎者將對非聯邦資源做出重大承諾。該計劃要求獲獎者實施社區福利計劃,以支持該部門的公平和正義優先事項。


這個新的公私合作計劃是實現政府大膽的商業聚變能源十年願景的第一步
能源部宣布撥款 830 萬美元用於研究高能量密度等離子體
能源部科學辦公室 (SC) 和美國能源部國家核安全局 (NNSA) 宣佈為高能量密度實驗室等離子體 (HEDLP) 的 20 個研究項目撥款 830 萬美元。
能源部宣布撥款 320 萬美元用於等離子體科學研究
研究將在全國多個等離子設施進行