美国高能密度等离子体研究重获支持

作者: 2014-11-26 14:13 来源:其他
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2014年8月,美国政府启动了一项耗资3000万美元的新计划,即“加速低成本等离子体加热和聚集(ALPHA)”计划,用以支持产生核聚变能的新方法[1]。该计划由能源高级研究计划署(ARPA-E)负责实施。8月,DOE邀请研究人员参与研究“开发并示范产生聚变能的低成本工具”。研究团队需要在10月14日之前提出他们的研究计划,如果通过,他们将在三年内获得从25万美元至1000万美元不等的资助力度。

美国的聚变研究面临着严重的预算限制。美国作为ITER聚变项目的7个伙伴国之一,要提供9%的反应堆组件,需花费390亿美元,这对美国国内聚变研究带来了压力。近年来,由于预算持续紧缩,高能密度等离子体研究(HEDP)项目在2013年被取消。HEDP项目支持的是介于低密度、持续时间长的磁约束聚变(如ITER)和超高密度、快速的惯性约束聚变(如NIF)之间的研究。HEDP项目的取消,影响了美国实验室利用电子脉冲、磁场、激光和烈性炸药等途径实现聚变的研究。ARPA-E的新计划将重新聚集这一中间地带,将焦点放在“标靶”(封装等离子体的方法)和“驱动器”(等离子体加热和压缩系统)上。

表1  ALPHA计划聚变反应堆实现的技术指标

“标靶”主要是利用等离子体技术产生适用于驱动器的生命周期、输运特性和几何结构的等离子体,从而在1018~1023 ions/cm3的范围内达到劳森条件。“驱动器”主要是指研发以有效的能量密度、对称性和稳定性将能量传输给等离子标靶的系统,并最终在1018~1023 ions/cm3的范围内达到劳森条件。各项具体的技术指标[2]见表1。   

(李泽霞)      


[1] US targets novel fusion research. http://physicsworld.com/cws/article/news/2014/sep/30/us-targets-novel-fusion-research.

[2] ACCELERATING LOW-COST PLASMA HEATING AND ASSEMBLY . https://arpa-e-foa.energy.gov/FileContent.aspx?FileID=7e4aabcc-b78b-4f87-95ee-f6ab95a8b5ea.

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