• 美国、欧盟、中国、印度、俄罗斯、韩国之间的 ITER 合作(最大的研究项目 >CERN) • 500 MW 聚变功率(10 倍输入功率)è 聚变作为能源 • 将于 2020 年代完成(独立聚变私营公司也在开发反应堆选项)
我们的目标是通过与液氢技术的合作,实现无液氦小型聚变反应堆的社会化,实现不受资源限制的无碳发电和先进能源利用,以及在聚变能以外的领域(例如医疗应用、生物技术和移动性)推广超导应用。
项目概要 该项目将构建一个数字平台和虚拟实验室(V-Lab),以便在数字空间中设计和测试利用聚变反应发电和其他各种用途的聚变能系统的性能。为了在数字空间中重现等离子体(电离气体)的状态以及聚变能系统中组件的复杂性和时空尺度(时间和空间范围),我们将定义一个新的“超维数据空间”(图 1),它结合了时间轴、空间(坐标)轴、速度轴、物理量等。我们将建立结合该空间独特属性的计算方法。此外,为了将这些计算方法应用于“超维状态工程”,我们将开发前所未有的创新型 AI/数据驱动科学技术。通过这样做,我们将构建一个 V-Lab,可以在数字空间中进行聚变能系统的实验,从而能够在数字空间中对下一代聚变能系统的元素和整个系统进行性能预测(未来预测)(图 2)。本项目旨在大幅减少现实空间中耗费大量时间和成本的试错过程(开发和测试原型)。通过这样做,我们寻求实现各种聚变能源系统的早期社会应用和降低成本,最终致力于实现由聚变能源驱动的社会。
2022 年 12 月 5 日,LLNL 团队在国家点火装置 (NIF) 向装有部分冻结氢同位素的胶囊的黑腔发射了 192 束激光。结果是聚变点火——产生的聚变能量比传送到 NIF 目标的激光能量还要多。实验向目标传送了 2.05 兆焦耳(百万焦耳或 MJ)的能量,产生了 3.15 MJ 的能量。自 1960 年代物理学家意识到激光可以引发聚变反应,激光惯性约束聚变 (ICF) 可用于商业发电和用于核武器库存管理的研究以来,LLNL 一直致力于点火。自首次点火以来,NIF 又进行了三次成功的发射,扩大了 ICF 和商业化聚变能的可能性。这些成就为 LLNL 在聚变领域取得技术转让成功奠定了基础。
DE-FOA-0003361 聚变创新研究引擎 (FIRE) 合作旨在创建聚变能源科学和技术创新生态系统。FES 很高兴宣布 FIRE 合作的第一轮奖项。第一轮项目支持各种概念所需的材料和技术。它们包括在爱达荷国家实验室开发核包层测试能力、在田纳西大学诺克斯维尔分校开发材料、在麻省理工学院开发材料测试和高级模拟能力、用于惯性聚变概念的目标喷射器技术、在萨凡纳河国家实验室开发聚变燃料循环测试能力。
摘要 希望在未来二十年部署商业聚变设施的私营公司将面临各种技术、社会和经济挑战。这些公司还需要评估和制定适当的技术法规。对新技术的监管不足、过度监管或错误监管可能会危及长期的商业部署机会。及时评估和制定适当的监管要求对于未来二十年商业聚变技术的成功至关重要。然而,对新技术的监管要求的评估和制定通常基于先前的运营经验或类似技术的监管。这些评估和开发方法对商业聚变设施的适用性受到多种因素的限制,包括目前正在开发的聚变技术种类繁多、商业设计工作的初步性质以及商业聚变设施运营概念的有限表征。这项工作提出了一种初步的全面方法来评估和制定商业聚变技术的适当监管要求。基于技术基本危害的模型和方法用于帮助检查新技术的许可和监管,并提供有关如何更有效地评估和制定监管要求的见解。开发和介绍了不同的许可评估方法和监管框架,以提供有关这些监管决策对商业聚变技术的设计约束和监管负担的影响的见解。从这项工作中给出了关于选择许可评估方法和监管框架的具体见解。许可评估相关的见解包括大量氚库存与低监管负担许可评估方法的不兼容性、在聚变设施许可中考虑工程安全特征的设计优势和监管负担缺点,以及在开发商业聚变等新型复杂系统的操作要求时利用系统理论过程分析 (STPA) 的潜在优势。监管框架相关见解包括授权审查监管的潜在适用性