隨著旨在開發實驗性核聚變反應堆的國際熱核聚變實驗堆(ITER)專案不斷消耗世界各地的研究預算,美國能源部的一個顧問小組建議至少擱置三個主要實驗中的一個,並將重點放在將ITER投入執行所需的研究上。
聚變能源科學諮詢委員會(FESAC)於9月22日在馬里蘭州蓋瑟斯堡舉行的一次會議上釋出了其報告。該檔案概述了美國核聚變研究在各種預算情景下的十年計劃,其中最樂觀的設想是“適度增長”。
核聚變有望透過將重氫原子在1億開爾文的燃燒等離子體中撞擊成氦,並捕獲反應釋放的能量來產生幾乎無限的能量——但科學和工程挑戰依然存在。
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該報告稱,美國應將研究重點放在ITER甜甜圈狀設計(稱為託卡馬克)的最大障礙上——如何控制反應堆核心中扭動的等離子體,以及瞭解它如何與周圍材料相互作用,以便設計能夠維持反應的壁。
為了騰出資金,該報告建議從2015年開始停止在馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學院的Alcator C-Mod反應堆的執行。國會在2012年削減了其資金,但在馬薩諸塞州立法者的努力下,它得以在今年恢復執行。根據預算情況,專家組建議,五年後,另一個聚變設施——聖地亞哥的國防公司通用原子公司運營的DIII-D或新澤西州普林斯頓的國家球形託卡馬克實驗裝置——也可能面臨被削減的風險。
該專家組建議建造新的設施,包括模擬託卡馬克條件的線性系統,以及加強現有的中子輻照源——可能是在田納西州橡樹嶺國家實驗室的一個。
未來,該報告設想了一個以美國國家聚變核科學設施為中心的廣泛核聚變研究計劃,但這將需要增加資金。
該委員會不允許重新考慮的一件事是美國對ITER的承諾,即建造實驗性聚變反應堆的國際嘗試。由於其建設成本飆升至500億美元(是最初數字的十倍),並且落後於計劃11年,它是歷史上最昂貴的科學實驗。它的困境引起了廣泛的批評,並耗費了世界各地其他聚變實驗的研究預算。
有些人認為該報告缺乏新意。“ITER的規模和成本應該讓美國科學界有所停頓,”馬里蘭州蓋瑟斯堡的倡導組織聚變能源協會負責人斯蒂芬·迪恩說。“這裡沒有證據表明人們認識到也許我們應該嘗試尋找更好的方法。”
其他人則質疑關閉麻省理工學院的Alcator C-Mod。“我認為讓C-Mod再執行幾年是有充分理由的,”伊利諾伊州芝加哥附近的阿貢國家實驗室聚變專案前主任戴爾·史密斯說。
儘管C-Mod是美國三大主要設施中最小的一個,但它專門研究等離子體與其反應堆壁之間的邊界——這是該報告中確定的“一級”研究計劃之一。“我們有點不知所措”,麻省理工學院等離子體科學與聚變中心副主任馬丁·格林沃爾德說。他說,這份報告“非常接近”對該設施的致命打擊,但他仍然希望科學界能夠團結起來幫助它。
本文經許可轉載,並於2014年9月22日首次發表。