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FESAC 关于十年计划的指控信 - ...
聚变能源科学咨询委员会 (FESAC) 长期计划 (LRP) 2020 年报告“驱动未来：聚变与等离子体”在其执行摘要中指出，“现在是积极部署聚变能源的时候了，它可以为现代社会提供大量动力，同时缓解气候变化。”此外，同一报告还指出，“完成[聚变]能源使命需要将研究的平衡转向FM＆T（聚变材料和技术），它将三大科学驱动因素联系在一起：维持燃烧等离子体、为极端条件设计和利用聚变能。”此外，美国国家科学、工程和医学院 (NASEM) 2021 年共识研究报告“将聚变引入美国电网”中的一项重要建议是：“为了使美国在 2050 年前成为聚变领域的领导者并在向低碳排放电力系统的过渡中发挥影响，能源部和私营部门应在 2035-2040 年期间在美国的一个聚变试验工厂中生产净电力。”这些报告中的建议反映了过去几十年来聚变科学和技术的巨大进步以及私营部门在聚变领域的快速增长和大量投资，有助于政府认识到聚变能源在推进实现 2050 年净零排放目标方面的潜力。
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2024 年 3 月 6 日 约翰·鲁宾斯基先生 核材料安全与保障办公室主任 美国核管理委员会 华盛顿特区 20555-0001 回复：聚变系统监管框架的初步规则制定流程 案卷号NRC-2023-0071 鲁宾斯基先生：联邦聚变系统（“CFS”）就您的办公室为实施核管理委员会（“NRC”或“委员会”）的指令而开展的初步规则制定活动提出了自己的看法，该指令旨在为商业聚变能系统建立技术包容性监管框架。1 CFS 感谢您对这一对美国新兴聚变能源领域至关重要的主题的参与和关注。全面、可预测且高效的监管基础对于像聚变这样的新能源技术尽可能安全、快速地从示范项目转向市场至关重要。CFS 就此问题与委员会进行了近四年的合作，并始终致力于为聚变能源实现正确的监管结果，以造福新聚变行业、美国人民和全球能源市场。CFS 正在借此机会跟进委员会最近一次关于聚变能源监管的公开会议上提出的一些观点。2 CFS 在此监管过程中的总体目标是确保商业聚变监管计划保护公众健康和安全、工人安全和环境，同时在规则制定的持久性和监管灵活性之间取得适当的平衡，以支持持续创新和获得这种改变游戏规则的技术。出于这些原因，CFS 支持聚变工业协会 2023 年 12 月 15 日的信函，该信函描述了聚变行业的共识观点。3 CFS 另行撰文强调明确将聚变能置于副产品材料框架内的重要性，将聚变与“粒子加速器”的监管定义联系起来，主要有两个原因：
新的国家核聚变能源政策声明
聚变能的商业化正在加速。迄今为止，该行业已吸引超过 60 亿美元的国际投资，这一数字比 2022 年多出 14 亿美元 3 。世界各地的公共和私营部门聚变组织都在设计原型聚变发电厂，一些组织计划在 2020 年前开始建设。如果英国想要在私营部门聚变市场中占据很大份额，就需要明确规划流程和框架。这不仅对私营聚变公司如此，对政府的原型聚变发电厂计划 STEP（球形托卡马克发电厂）、投资者、当地社区和所有潜在开发商也同样如此。为了提供清晰度并支持不断发展的聚变行业，政府正在发布其为聚变能指定新的国家政策声明（NPS）的提案。
为高增益惯性聚变能 (IFE) 靶设计提供先进的烧蚀材料
激光直接驱动 (LDD) 是惯性聚变能 (IFE) 设计最合适的方案之一，因为它可以比间接驱动 [1] 至少多两倍的激光能量耦合到内爆壳层。一旦通过宽带激光技术或激光波长失谐缓解横光束能量转移 (CBET)，LDD 中激光与目标的耦合可以进一步增强约 2 倍。LDD 依赖于低 Z 烧蚀材料/等离子体（如聚苯乙烯、铍、碳等）对激光能量的吸收。日冕等离子体中吸收的激光能量主要通过电子热传导传输到烧蚀前沿。该过程的效率被称为内爆的“水效率”，即激光吸收和火箭效率的乘积。内爆舱的动能越大，点火裕度越大，IFE 目标的增益越高。三件事对于通过 LDD 方案实现 IFE 的成功至关重要：(1)。使大部分激光能量被日冕中的烧蚀等离子体吸收；（2）获得最佳的水效率，将尽可能多的激光能量与内爆胶囊的动能耦合，从而提供高烧蚀压力以加速壳体；（3）提高烧蚀速度以稳定瑞利-泰勒不稳定性增长，从而提高胶囊的完整性。有几种研究方向可以实现上述目标。宽带激光等先进激光技术可以解决吸收增加和印记减少等问题 [2]。一种补充途径是目标解决方案，即通过设计和制造先进的烧蚀材料来提供上述成功实现高增益 IFE 目标设计的关键因素。目标解决方案可以解决印记减少和 RT 等问题
惯性聚变能激光器高功率泵浦二极管的现状与展望
2021 年 8 月 8 日，美国国家点火装置 (NIF) 创纪录的实验从内爆氘氚 (DT) 胶囊中释放出 1.35MJ 的能量，显示出 0.7 的聚变增益和强劲燃烧的等离子体。虽然这些实验和 NIF 设施并非旨在开发惯性聚变能 (IFE) 的物理学和工程学，但结果对于 IFE 的氘氚惯性约束聚变 (ICF) 物理平台的风险评估具有变革性意义。开发基于 IFE 的发电厂仍是一项十年的努力，我们面前还有许多技术挑战。但有了这种可行性证明和无碳、地理位置独立的发电厂技术的前景，建立对所有高风险和长期发展支持技术的全面研发工作至关重要。要使 IFE 成为有吸引力的能源，需要开发可靠、经济高效的高功率半导体激光器，作为高能聚变驱动激光器经济和技术上可行的泵浦源。
实现可持续 DT 聚变能燃料循环的技术开发和材料研究
第一代商用聚变能工厂的设计采用氘-氚 (DT) 燃料循环。燃料成分氚是一种半衰期为 12.3 年的放射性氢同位素，而氘是一种稳定的天然水成分，两者在 DT 等离子体中“燃烧”。为了实现持续、高效的商用聚变能工厂设计，需要在氚生产（整体增殖和提取）工艺和工程系统以及氚作为气体的处理（包括同位素分离和杂质去除处理）方面取得技术进步。工艺建模和核算方法的改进将有助于降低在制品氚库存，从而提高工厂效率并满足任何将要制定的安全、环境损害和不扩散法规。作为美国氚和轻同位素科学与技术以及国防任务工程处理系统的领先实验室，萨凡纳河国家实验室正在利用其在氢气处理、同位素分离和净化技术方面的能力，设计/建造托卡马克排气处理 (TEP) 系统，这是 ITER 中使用的 DT 燃料循环的主要处理系统。这些任务中使用的能力和经验被应用于与美国能源部合作的公私合作伙伴关系中，以开发可持续的 DT 燃料循环设计，以促进美国聚变能的商业化
2024 年全球核聚变产业
去年取得进展的值得注意的公私合作伙伴关系包括：美国的里程碑式聚变发展计划，该计划于 2024 年 6 月宣布，八家公司已与能源部签署合同，将提供全面的试验工厂设计；德国政府新推出的“聚变 2040”计划将直接投资私营公司；日本政府的“登月计划”；英国政府雄心勃勃的新“聚变未来”计划，该计划将投资关键技术提供商；欧盟最近努力创建一个联盟，该联盟将在 2026 年前确定如何投资私营聚变。就连建设全球最大聚变实验的国际组织 ITER 也宣布了其对公私合作伙伴关系的兴趣，并打算直接与私营聚变公司分享知识。
SECY-24-0085：拟议规则：聚变机监管框架（3150-AL00；NRC-2023-0071）
拟议规则考虑了目前计划在近期部署的用于商业和研发目的的聚变机。2 “近期”一词不用于指代特定时间范围。工作人员考虑了制定本规则时工作人员所知的聚变科学和技术方法的某些特征和风险水平。3 拟议规则并非旨在解决与当今正在研究和开发的技术有显著不同的推测性聚变技术（例如，当今的设计类型包括托卡马克、仿星器、z 箍缩和场反转，燃料包括氘-氚、氘-氦-3 和质子-硼-11）。拟议规则使用了 ADVANCE 法案对“聚变机”的定义。聚变机器被定义为“一种能够：（1）通过聚变过程将原子核转化为不同的元素、同位素或其他粒子；（2）直接捕获和使用所得产物，包括粒子、热量或其他电磁
16O+92Zr反应的准弹性散射截面
如今，围绕库仑势垒对聚变反应和准弹性散射的研究引起了广泛关注。通过这类重离子碰撞可以研究核-核相互作用势和核结构性质 [ 1 ]。碰撞伙伴的核结构性质可显著影响亚势垒域中的聚变产额。聚变对中不同内在自由度的参与降低了参与者之间的聚变势垒，并导致与一维势垒穿透模型 (BPM) 的预测相比大得多的聚变结果。文献中已充分证实，聚变伙伴的相对运动和内在通道之间的耦合会导致单个聚变势垒分裂为不同高度和重量的势垒分布。这被称为聚变势垒分布，聚变势垒分布的形状对聚变过程中涉及的耦合类型非常敏感。聚变势垒分布的概念由 Rowley 等人 [2] 提出，可通过对 𝐸 𝑐.𝑚. 𝜎 𝑓 对质心能量取二阶导数获得。此外，大角度准弹性散射函数可以产生与聚变势垒分布非常相似的势垒分布，并且聚变势垒分布和准弹性势垒分布的形状基本相同。准弹性势垒分布可通过对 𝐸 𝑐.𝑚. 的准弹性散射截面取一阶导数获得。众所周知，聚变过程可以用穿透概率来解释，基于量子力学隧穿，而准弹性散射与反射概率有关。重离子准