业界很清楚,目前媒体对氚供应的担忧是基于对聚变技术和氚增殖能力的误解。尽管目前世界上的氚资源非常稀少,但每家将使用氚的聚变公司都计划在扩大规模后在聚变发电厂中生成氚:氚增殖是聚变试验工厂需要展示的一项关键技术。尽管氚并非天然存在,但加拿大和其他地方的核电站可以以高价出售氚。如果没有市场需求,随着这些发电厂的关闭,未来几十年的供应量将会下降。出于实验目的,需要氚的公司现在正在与现有供应商签订合同,以支持他们的实验活动,尤其是那些将氚作为副产品生产的核电站。然而,到公司开始建造试验工厂时,每家公司都必须计划在其发电厂中增殖氚,方法是将聚变反应中产生的中子与聚变核心周围的锂相互作用。
然而,要实现商业化核聚变,必须克服若干挑战,利益相关方对这一时间表的预测从 10 年到几十年不等。一个关键的科学挑战是等离子体的物理学,即核聚变所需的物质状态。研究人员并不完全了解燃烧等离子体的行为,那些主要热源是核聚变反应本身而不是外部来源的等离子体。研究人员在这个领域取得了进展,但缺乏足够的实验数据来验证他们的模拟。一个关键的工程挑战是开发出能够承受核聚变条件数十年的材料,如极热和中子损伤,而目前还没有可以对材料进行全面测试的设施。更一般地说,从核聚变中提取能量以提供经济的电力来源的任务提出了几个复杂的系统工程问题,尚未解决。
• 总计 300 个 CAT(其中 90 个为 L6)英格兰、威尔士、北爱尔兰 o 3000 小时名义学习时间,其中 900 小时为 L6 • 总计 480 个 SCQF(其中 60 个为 L9 – 苏格兰级别)苏格兰 • 定义融合本科课程并不是必需的,因为不直接为此进行合作投资,但是,如果作为合作案例的额外好处的一部分呈现,定义本科课程中融合相关/特定内容的名义学习小时数将很有用。
美国所有主要终端使用领域的能源消费均稳步增长,其中电力和天然气增长最快。2017 年全球电力需求增长了 3.1%,其中中国和印度占增长的 70%。自 1950 年以来,美国的发电量增长了 13 倍,2018 年创下了 4% 的增长记录。尽管受新冠疫情影响导致能源需求减少(2019 年至 2020 年下降约 6%),但能源部门脱碳以及实现主权和不受天气影响的能源上网的需求从未如此迫切。惯性聚变能 (IFE) 提供了一种无碳能源的前景,其燃料供应几乎无限。与核裂变不同,聚变发电厂不会产生大量需要长期处置的高放射性核废料。劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置 (NIF) 最近取得突破,实现了 1.35 MJ 的聚变产量,超过点火所需增益的 70%,表明等离子体燃烧强劲。它将 ICF 和 DT 物理平台推向了聚变点火的门槛。美国的三项主要研究工作围绕驱动内爆和实现所需的高能量密度等离子体条件的三大能源展开:
聚变能源科学与技术 DPhil 课程通常在经验丰富的教职员工的监督下进行,为期四年。课程详情,包括培训机会(学术课程、研究特定技能和通用可转移职业技能)和进阶要求,可在当前版本的材料研究生课程手册中找到,更多详情可在“Fusion CDT”网站(https://fusion-cdt.ac.uk/study-with-us/)上找到。特别要注意的是,聚变能源科学与技术 DPhil 课程的学生需要在前八个月和第二年离开牛津大学一段时间,并分别在牛津大学学习八到十二周,参加 Fusion CDT 教学课程和“Collaboratory”项目。
60 多年来,国际原子能机构一直在推动聚变能源的研究和开发,并通过将聚变社区聚集在一起,为科学和技术挑战创造解决方案,继续大力支持研究和开发以及未来的部署。近年来,国际原子能机构在多学科努力中增加了聚变活动。这包括以整体方式处理聚变能源设施,在适用的情况下将成功的裂变能源发电厂的最佳实践和经验教训融入实现聚变能源生产的努力中。聚变科学研究和技术——包括等离子体和材料科学、基本聚变过程数据、监管框架、许可、核安全、核废料管理、核责任问题以及核聚变设施的经济方面——涵盖国际原子能机构的所有技术部门和组织单位。国际原子能机构的核聚变相关计划活动由其 2019 年成立的内部跨领域核聚变协调委员会负责协调。国际核聚变研究理事会和国际原子能机构常设咨询小组就国际原子能机构开展的一系列关键活动提供建议,以加强国际核聚变研究和技术开发合作并提高目前的技术水平。■