近日,美國能源部、英國能源安全部及Net Zero與托卡馬克能源公司宣布了一項耗資5200萬美元的合作計劃,旨在升級ST40聚變設(shè)施。該計劃為期五年,三方將平等分擔(dān)資金,共同推進核聚變研究,為未來聚變發(fā)電廠的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。
此次升級的核心任務(wù)是在ST40聚變設(shè)施的內(nèi)壁涂上鋰元素,以實現(xiàn)更好的約束條件,延長核聚變反應(yīng)時間。托卡馬克能源公司表示,核聚變需要粒子足夠熱、足夠致密,并能長時間保持熱量以釋放凈能量。鋰涂層的加入將有望滿足這些條件,為未來核聚變試驗工廠的實現(xiàn)提供重要支持。
去年,美英兩國能源部門已達成核聚變戰(zhàn)略伙伴關(guān)系,旨在建立共享的核聚變研究和開發(fā)設(shè)施。此次ST40聚變設(shè)施的升級正是這一伙伴關(guān)系的重要成果之一。升級后的ST40設(shè)施預(yù)計將于2027年投入運營,屆時兩國大學(xué)和國家實驗室的研究人員將能夠從中受益,共同推動核聚變技術(shù)的發(fā)展。
ST40聚變設(shè)施是由托卡馬克能源公司運營的私營企業(yè),其價值超過1億美元。該設(shè)施利用外加磁場來約束等離子體,此前已與普林斯頓等離子體物理實驗室和橡樹嶺國家實驗室合作,成功將等離子體溫度提高到太陽溫度的六倍,即1億攝氏度,成為首家實現(xiàn)這一壯舉的私營企業(yè)。
在升級過程中,普林斯頓等離子體物理實驗室將負責(zé)鋰涂層的研發(fā)工作,而橡樹嶺國家實驗室則將協(xié)助部署顆粒燃料能力。普林斯頓實驗室主任Steven Cowley表示,該實驗室早在90年代就率先在聚變中使用鋰涂層,并積累了豐富的經(jīng)驗,此次合作將推動這些專業(yè)知識在私營聚變行業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展。
托卡馬克能源公司首席執(zhí)行官沃里克·馬修斯表示,ST40聚變設(shè)施近年來取得了令人矚目的成果,此次合作將開啟ST40的新使命,推動球形托卡馬克和整個聚變行業(yè)的發(fā)展,共同實現(xiàn)提供聚變能的目標。
美國能源部科學(xué)辦公室聚變能源科學(xué)副主任Jean Paul Allain表示,ST40聚變設(shè)施的新功能將有望為大學(xué)和國家實驗室科學(xué)家的研究提供新的平臺,推動核聚變領(lǐng)域的重大進步,支持美國核聚變能源行業(yè)的競爭力。美國科學(xué)與創(chuàng)新部副部長杰拉爾丁·里士滿也表示,這些新投資將加強美國與私營部門和國際盟友的伙伴關(guān)系,共同推動核聚變技術(shù)的發(fā)展。
英國氣候大臣克里·麥卡錫表示,這一戰(zhàn)略伙伴關(guān)系對于開發(fā)核聚變這一令人興奮的新技術(shù)并更快地投入使用至關(guān)重要。核聚變作為一種清潔、高效的能源形式,具有巨大的潛力,將為全球能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對氣候變化提供重要支持。