美国能源部建议美国应积极推进核聚变能源发展

据外媒报道，美能源部(DOE)咨询委员会建议，美国应积极推进核聚变能源部署--包括投资技术和设备--以支持LLNL的国家点火设施(NIF)的核心任务之一从而为发展惯性聚变能(IFE)奠定基础。美聚变能源科学咨询委员会(FESAC)于去年12月发布了一份名为《Powering the Future: Fusion & Plasmas》的报告。

随后，美国国家科学、工程和医学科学院(NASEM)于今年2月发布了一份报告，呼吁美国采取积极行动以最早在2035年建成一座核聚变发电站。

这项历时两年的FESAC报告为美DOE科学办公室的聚变能源科学(FES)项目下的美国聚变能源和等离子体科学提供了一个长达十年的远景。NIF&PS物理学家、FESAC和报告小组委员会成员Tammy Ma指出，LLNL是等离子体物理社区规划过程的主要参与者，其将为报告的10年战略计划奠定基础。

FESAC和NASEM的报告都侧重于磁聚变能(MFE)技术的发展，像法国的ITER实验。美国则是参与ITER项目的35个国家之一，该项目已完成70%以上并计划在2025年首次使用等离子体。

然而报告承认有必要同时开发其他政府和私人的核聚变技术，包括IFE。FESAC报告指出，NIF在点火方面取得了“巨大进展”。这两份报告都呼吁跟联邦、国际和私人投资者建立合作关系并概述了NIF致力于发展聚变和等离子体研究的机会。

“FES在历史上资助了美国的MFE研究，此前曾资助了IFE并支持了美国的学术高能量密度物理研究。虽然LLNL每年从FES获得的资金总额跟我们从NNSA(国家核安全局)获得的相比很小，但FES图表的路径一直对实验室的聚变和等离子体研究轨迹有着重大影响，”Ma说道。

FESAC的报告包括了向FES提出的建议以及在三种预算情景下的研究和技术发展组合的优先次序：持续、适度(2%)增长和不受限制。

跟LLNL工作有关的要点及建议则包括以下几点：

即使在没有增长预算的情况下，也要重新启动一个国际生活项目;

继续为跟NNSA共同赞助的高能密度实验室等离子体(HEDLP)项目提供充足的资金支持;

在极端条件下完成Matter in Extreme Conditions的设计和建造;

(MEC)升级受LLNL支持的SLAC国家加速器实验室;

协调一项高强度激光研究计划(FES跟其他联邦机构合作);

开发一个多千兆瓦激光设备和一个类似于高重复率先进千兆瓦激光系统(HAPLS)的美国高重复率高强度激光设备，该系统由NIF&PS先进光子技术项目设计和开发;HAPLS则于2017年6月交付给捷克共和国的极端轻型基础设施波束线设施;

大力支持LaserNetUS，如果预算允许对其进行积极升级;LLNL的木星激光设备是LaserNetUS的成员之一，该公司致力于恢复美国的高强度激光研究;

争取到2040年在美国建立一个核聚变试验工厂;

积极追求替代和创新的融合概念;

建设和设计一个中等规模的Z-箍缩脉冲电源设施，最好跟其他机构合作;LLNL目前正在为桑迪亚国家实验室的Z Machine开发一些先进的诊断技术;

为强有力的公私伙伴关系项目提供支持。

而由美DOE赞助的NASEM报告《(Bringing Fusion to The U.S. Grid》描述了若想要核聚变技术在2050年前及时过渡到低碳经济中发挥作用所需要的科学和技术创新。NASEM计划要求到2028年生产一个设计中的核聚变工厂并在2035年至2040年期间将聚变能源添加到电网中。

报告称，几乎取之不尽、用之不竭的核聚变能可以为美国电网提供清洁、无碳的基准电力，另外将在美国实现发电基础设施脱碳的过程中发挥关键作用。核聚变使用丰富的氢燃料，它不会产生长期存在或高放射性的废物。它本质上是安全的，且是其他可再生能源的理想补充。