美國(guó)能源部(DOE)先進(jìn)研究計(jì)劃署(ARPA-E)正準(zhǔn)備啟動(dòng)新項(xiàng)目,支持研發(fā)能勝過(guò)目前主流項(xiàng)目的核聚變能替代性方法。對(duì)于政府實(shí)驗(yàn)室的一些核聚變研究人員而言,這則消息是一個(gè)安慰。由于國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆(ITER)的美國(guó)貢獻(xiàn)額在不斷膨脹,他們的經(jīng)費(fèi)在本財(cái)年已被完全砍掉。而且,它還將為少量的私人資助的核聚變研究提供機(jī)會(huì),這些研究提議替換傳統(tǒng)的托卡馬克裝置和激光核聚變方法。
8月11日,ARPA-E提前預(yù)告了名為“促進(jìn)低成本等離子體加熱和裝配”(ALPHA)的新經(jīng)費(fèi)流,以便研究人員有時(shí)間組成團(tuán)隊(duì)來(lái)競(jìng)標(biāo)。該經(jīng)費(fèi)將于本月月底或9月初正式宣布。作為DOE的一部分,ARPA-E的項(xiàng)目通常有大約3000萬(wàn)美元的經(jīng)費(fèi),以及為期3年的津貼,每年300萬(wàn)美元。
進(jìn)行一個(gè)能夠產(chǎn)生能量的核聚變反應(yīng)需要獲得電離氣體或等離子體,然后進(jìn)行加熱、壓縮,直到達(dá)到億萬(wàn)度的高溫—比太陽(yáng)核心更熱。不同類(lèi)型的反應(yīng)器采用不同的方法:托卡馬克裝置的等離子密度低但約束時(shí)間長(zhǎng);激光核聚變則選擇極高的密度但時(shí)間只有十億分之一秒。
ALPHA將探索的主要是未經(jīng)檢驗(yàn)的中間地帶—中等密度脈沖,時(shí)間約為百萬(wàn)或千分之一秒。它還將分別關(guān)注一些“目標(biāo)”(獲得穩(wěn)定、可控狀態(tài)的等離子體的方法)和“驅(qū)動(dòng)”(將能量傳遞到等離子體以增加其溫度和密度的系統(tǒng))。
DOE之前也曾通過(guò)“高能量密度等離子體”(HEDP)項(xiàng)目資助過(guò)此類(lèi)方法研究。它資助了國(guó)立實(shí)驗(yàn)室利用電脈沖、磁場(chǎng)、激光和烈性炸藥壓縮等離子體的實(shí)驗(yàn)。但是,ITER不斷提高的成本壓縮了此類(lèi)方法獲得的DOE核聚變經(jīng)費(fèi)。去年10月1日啟動(dòng)的HEDP在2014財(cái)年被完全取消。“我很高興ARPA-E選擇了能提供低成本發(fā)展路徑的核聚變方法。”馬里蘭州聚變能聯(lián)合會(huì)主席Stephen Dean說(shuō)。
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