融合研究人员支持推动美国试点电厂的建设

 
随着来自学术界，政府实验室和工业界的众多研究人员发布的社区共识报告，本周美国对发展用于能源生产的聚变技术的紧迫感日益增强。在其建议中，最重要的是发展试验性聚变电站，这是一个雄心勃勃的目标，将是迈向美国聚变能源工业的重要一步。
该报告是近20年来的首例报告，是一个历时15个月的新颖合作过程的成果，指出了高度优先的科学需求，可以帮助填补聚变知识的空白，并促进将聚变转变为实际能源的动力。美国能源部的聚变能科学咨询委员会(FESAC)将使用此方法，因为它正在为其聚变能科学计划(美国聚变研究的主要资金来源)进行新的战略规划阶段。
如果成功利用，聚变将通过提供安全，丰富的无碳发电来从根本上改变世界的能源网格。
在三个主要的研讨会会议和数百个在线工作组会议上，融合社区的约300名成员使用匿名投票程序为所有参与者提供了自由发表自己意见的机会，从而敲定了他们的共识。与能源相关的首要任务包括：
开发可用于开发关键材料和电厂设计的共享中子源设施;
通过持续参与国际ITER计划并在美国扩大公私合作，继续培养燃烧的等离子体物理知识;和
新的美国托卡马克工厂的即时概念前设计，该工厂将在本世纪末开始运行，并支持从废热和等离子维持中提取功率的工作。
还确定了在融合和等离子领域广泛适用的若干“机会和研究需求”：使用先进的计算技术更好地理解和建模;开发改进的血浆诊断技术;加强对公私伙伴关系的支持;以及多元化，公平和包容性，以及更多元化的员工队伍的发展。
麻省理工学院衍生出来的联邦融合系统(CFS)首席执行官鲍勃·穆加德(Bob Mumgaard)表示：“这是一代人第一次要求融合社区进行自组织并找出从融合科学到聚变能源的最高优先事项。” )，这是越来越多的追求融合的私营公司之一。 “我们如何利用数据，经验，测试设施做好准备，这些都是支持科学乃至整个行业所需的东西。
Mumgaard补充说：“美国国家科学院(NAS)在[2018年底]发表了一份不错的报告，说我们应该大胆，现在就进行融合，并建立测试设施。” “但这是不同的，因为这是整个社区，以非常透明的基层力量聚集在一起，回答有关我们在做什么，需要做什么以及我们不愿意做什么的问题。在后台，但是是由科学家自己完成的，他们提出了一个计划和重点，这很酷。”
麻省理工学院等离子体科学与融合中心的研究科学家内森·霍华德(Nathan Howard)是共享报告开发监督的七位共同主席之一，该报告将用于响应FESAC的要求制定融合科学计划的长期战略计划于2018年11月发布。
霍华德解释说：“美国物理学会等离子体物理分会牵头并汇集了我们中的七个人，以收集来自社区的数据。”除聚变能外，这项工作还为发现等离子科学(Discovery Plasma Science)提出了广泛的建议，Discovery等离子科学是涉及天体物理学，高能量密度等离子物理学和其他学科的更基础的研究领域。
在此过程中，一项重要的发展是在专注于磁约束融合的小组与专注于融合相关材料和技术的小组之间建立了更深的联系。

 
霍华德指出：“将它们分开确实没有任何意义。” “合并是在此过程中自然发生的，部分原因是NAS燃烧等离子体报告的结果，该报告称美国应继续建造聚变试点工厂，该反应堆将展示聚变产生的电力和封闭的聚变燃料循环。融合社区在此过程中以建造试验工厂为使命”
霍华德补充说，尽管进行额外的等离子体研究对于实现该目标很重要，但“社区非常清楚地意识到，我们需要更加重视聚变材料和技术。我们在发电厂方面最缺乏的地方是设计等领域。覆盖层(反应堆周围的区域，用于繁殖聚变燃料)和与聚变有关的材料。”
许多悬而未决的材料问题不仅适用于磁约束聚变，包括迄今受到最多发展关注的托卡马克型反应堆，还适用于惯性约束和其他方法，这些方法提供了不同的机遇和挑战。
该报告的正式接收者是FESAC小组委员会，由Troy Carter主持，Troy Carter是加利福尼亚大学洛杉矶分校的物理学教授，也是该大学的基本等离子体科学设施和等离子体科学与技术研究所所长。他称赞霍华德和其他联席主席“为组织努力并聚集这么多人而付出了极大的努力。该报告非常引人注目，应该受到整个社区的称赞，这为该过程的未来迭代和改进提供了榜样。使我的小组委员会的工作更加轻松。”
卡特说，特别是，“社区中的初级成员确实加强了。联合主席大部分是初级和中级职业，这很重要，因为这是他们的计划，因为在一定的时间范围内，他们将实施它的人。”
卡特指出，尽管他知道积极推动试点工厂的概念得到了支持，但“我对过程中所包含的如此强大感到惊讶，这是雄心勃勃的，它为我们指明了使用创新来获得成功的方向。将能量更快地融合到网格上。在核心等离子体物理学中还有很多工作要做，但是我们还必须致力于材料和其他技术，而我们目前还没有投入足够的精力。看到对改变方向的广泛支持。”
卡特小组现在将把报告的发现纳入战略计划，以反映已经给出的几种预算方案。
他说：“我们将全力以赴，以利用科学方面的机会，朝着实现中试工厂的目标迈进。我们已经获得了有关优先次序的倡议和指导的非常好的信息。” “但是很多计划都不在概念设计的层次上，因此我们必须做一些工作来弄清楚它们将花费多少。我们有项目管理专家可以与之合作，还有私人方面的人“我们有三名成员与私人聚变公司有联系，并且还将吸收其他外部观点。”
卡特说，这一过程预计将耗时8个月，并将结果在年底前提交给FESAC。经过投票，这将成为FESAC向能源部的正式建议。卡特指出：“很多国会议员对此都很感兴趣。”
CFS的Mumgaard表示，这份报告的交付可能被证明是美国的关键时刻，它有可能导致制定新的核聚变政策，国会采取行动支持新兴的聚变产业并为发电厂的许可和监管做准备，以及持续的资金投入将使学术和国家实验室的领导者有信心聘用员工并建立基础设施。他说：“感觉事情正在朝着正确的方向发展。” “科学界必须用一种声音说话，这就是创造这种声音的过程。”