【#美国发布核聚变新路线图#】据西班牙《经济学家报》网站6月10日报道,美国希望在全球核聚变技术竞赛中加速推进。美国能源部发布的新版《聚变科学与技术发展路线图》旨在扶持本土核聚变产业发展,在本世纪30年代中期将聚变电力并入商用电网。方案明确了截至该时间节点的整体实施策略,力求让公共投资与私营领域的发展步伐形成合力。目前,美国私营企业已累计投入超100亿美元,推动核聚变技术商业化进程。
美国能源部提醒,距离建成商用聚变电站仍有多项关键技术难题亟待攻克。主要挑战包括聚变燃料(尤其是氚)的制备与管控;可耐受强辐射、超高温极端环境的特种材料研发;等离子体性能提升;以及未来聚变电站全系统集成等。
美国此番发展策略围绕建设、创新、产业壮大三大核心方向展开。在第一个方向上,布局各类科技基础设施,补齐材料、核心零部件领域的技术短板。在第二个方向上,推进颠覆性技术研究,重点推动人工智能与核聚变技术深度融合。在第三个方向上,拓展公私合作网络,完善供应链体系,培养专业技术人才,为技术全面转向商业化应用做好铺垫。
这份规划的核心举措之一是搭建人工智能-聚变数字融合平台。美国能源部认为,人工智能能够大幅提速建模仿真、材料设计、实验数据解析等工作,助力实现持续燃烧等离子体技术突破。该数字平台将对接国内外各类实验装置、高热流测试台、氚处理设施、辐射实验系统以及材料性能检测设备。
整体实施周期分为三个阶段:短期(未来2至3年)推进各类试验设施建设,获取国际基础设施访问权限,深化与私营企业合作;中期(未来3至5年)建成小、中型试验平台,攻关中子源、激光技术与氚处理系统;长期(未来5至10年)建成一体化综合基础设施,全面支撑试验电站与首批商用聚变电站的建设。
美国将本世纪30年代建成聚变试验电站定为核心目标。规划梳理出六大重点攻坚领域:结构材料、面向等离子体组件、等离子体约束技术、燃料循环系统、增殖包层以及电站集成系统。针对每个领域,均设置阶段性技术目标与跟踪评估指标,评估研发进展。
规划进一步强化公私合作机制。美国能源部介绍,“里程碑计划”现已扶持八家私营企业,助力各家制定技术路线图,研发具备落地条件的初代聚变电站方案。此外,从2026财年开始,美国将启动“聚变桥梁”新型合作项目,联合企业、地方政府、慈善机构及国际合作伙伴,共同出资建设各类实验设施。
材料相关基础设施建设被列为重中之重。文件指出,聚变反应产生的中子会导致设备材料性能退化,这一问题直接关系到未来聚变电站的经济性与运行安全。为破解难题,美国计划研发聚变中子源原型装置,同时现阶段综合运用多尺度建模、替代辐照试验等技术,以及用于材料测试的热裂变反应堆等现有设施设备开展材料测试。
依托美国国家点燃实验设施取得的技术成果,惯性约束核聚变也成为本次规划的重要板块。该装置已多次实现聚变点火,曾创下靶体输入能量2.08兆焦、输出能量8.6兆焦的纪录。美国能源部表示,上述成果将推动国家实验室、国家安全项目与致力于惯性聚变领域的民营企业开展协同研发。
与此同时,美国能源部也作出重要提醒:这份路线图并未划定具体财政拨款额度,后续资金投入将由美国国会预算决议决定。该文件定位为战略性动态指导方案,用于明确投资优先级、衡量研发进度,并根据聚变产业发展态势持续调整相关政策。
当前全球核聚变领域竞争日趋激烈,美国此时发布发展路线图,意在避免本土私营企业受限于公共试验设施、关键材料、审批许可、氚燃料、专业人才及供应链短板。美国能源部希望以公共扶持为杠杆,降低技术研发风险,加快聚变电力走进商用电网的步伐。(编译/韩超)
