美国能源部 (DOE) 在科学办公室聚变能源科学 (FES) 项目的领导下,已采取措施通过公私合作促进聚变能源商业化。这些努力平均占 2020 至 2023 财年 FES 总资金义务的 1.2%(约 3600 万美元)。其余 FES 资金义务(平均约 98.8%,即约 7.408 亿美元)用于研究等离子体科学、国际合作和维护设施等。美国能源部官员表示,对促进商业化的举措的投资规模相对有限,这在很大程度上反映了聚变能技术的不成熟状态,美国政府问责署在 2023 年 3 月对此进行了报告。美国能源部的另一个实体——美国能源部高级研究计划局 (ARPA-E)——在 2020 财年承诺投资近 5000 万美元,在 2021 年至 2023 财年平均承诺投资约 870 万美元用于聚变能商业化项目。
• 但为什么压缩在 ICF 中如此重要? • 想法: • 固体时 ρ DT = 0.25g/cc • 点火要求:ρR HS > 0.3 g/cm 2 • 对于固体密度 DT => R HS = 1.2cm • 我们不能只将 1.2cm 半径的固体密度 DT 加热到 5 keV 吗? • 不行! • 聚变产量将难以控制 • 输入能量要求巨大(5000 MJ)
私营核聚变公司累计获得超过 60 亿美元的股权投资,其中 80% 的投资投向了美国核聚变公司,这表明核聚变作为未来商业能源技术具有潜在的上升空间。虽然私营部门更多地参与核聚变研发的趋势在美国最为明显,但这是一个强劲增长的全球趋势,股权投资对象包括加拿大、英国、日本、欧盟、中国等地的公司。核聚变已成为一场全球竞赛。认识到这一不断变化的形势以及与不断发展的核聚变私营部门建立伙伴关系的新机会,2022 年 3 月,白宫科技政策办公室 (OSTP) 和能源部 (DOE) 共同主办了首届白宫核聚变峰会,主题是制定一个大胆的十年愿景,以加速核聚变能源研发,实现具有商业意义的核聚变
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RAINN 是“强奸、虐待和乱伦全国网络”的缩写,它是美国最大的反性暴力组织,与全国 1,000 多家当地性侵犯服务提供商合作运营全国性侵犯热线,并运营国防部安全热线。
该战略详细介绍了我们将实施的新计划,以确保英国核聚变行业的光明未来,这些计划是英国替代欧洲原子能共同体研发计划“核聚变未来”的一部分。该计划包括新功能,例如新的核聚变燃料循环设施、对核聚变研发和工程公司的增强支持以及用于发展工程和科学技能的专项资金。我们将继续高度重视与全球合作伙伴的关系,包括与欧盟和国际热核聚变实验堆 (ITER) 的关系,分享学习成果并利用英国独特的经验推动英国和全球的核聚变发展。
• CFS 进行商业化,MIT 进行研究 • SPARC 及其 REBCO 磁铁回答了关键问题:ARC 的高 B、高增益、紧凑尺寸的总体战略是否“有效” • 我们目前的估计是,只有少数几个地方(如氚增殖)尚未证明 ARC 的“基础”科学 • 但需要进行大量的研发才能改善 ARC 的经济前景,特别是如果我们共同希望快速发展它的话。这引出了我今天要讨论的主题
核聚变长期以来一直被认为是一种理想的太空推进方法,因为它具有极高的燃料比能(比最好的化学燃料高 + 2 # 10 6)和排气速度(+ 4% 的光速,而最好的化学燃料为 + 4 公里/秒)。这种高性能将允许在参与研究人员的一生中快速完成行星际任务以及星际任务。1然而,聚变推进存在两个主要困难:点燃自持聚变链式反应的困难以及反应产生的大量电离辐射,这需要相当大的屏蔽质量来抵御这种辐射。1本摘要介绍了一种独特但众所周知的核物理技术“自旋极化”的能力,它可降低点火要求和航天器必须处理的电离辐射通量。
本报告为聚变能和等离子体科学领域提供了十年愿景,并指明了一条通往新科学发现、工业应用以及最终实现聚变能的光明未来的道路。我们确定了关键的研究和开发领域,并优先考虑投资以最大限度地发挥影响力。研究界花了一年多的时间开发了大量的创意,旨在加速聚变能和等离子体科学的发展。最终,我们达成了共识,即《社区规划流程报告》。我们的工作主要基于该报告,我们对同事们的努力表示诚挚的感谢。在研究界的领导下,我们通过共识编写了本报告。我们听取了许多想法,并经过深思熟虑,直到就每个问题达成了共识。这一过程使我们能够讨论和欣赏不同的观点,并达成共识。最终,我们齐心协力,传达了一个充满活力的计划的愿景,该计划将为社会带来重大利益。
磁化目标聚变 (MTF) 是一种结合了惯性和磁约束聚变方法特点并充分利用了这两个领域的研究成果的推进技术 (Thio, 1999)。MTF 技术有望实现高比冲和低干质量;因此,它非常适合高速度外太阳系旅行的需求,包括载人探索任务。本文报告的工作是作为人类外行星探索 (HOPE) 研究的一部分开展的,该研究是革命性航空航天概念 (RASC) 计划的一部分。HOPE 的目标是设计一种能够对木星卫星卡利斯托进行载人探索任务的飞行器。本文报告的 MTF 推进系统设计是为了满足此次任务的要求而开发的。任务和飞行器的详细信息将单独报告 (Adam, 2003)。