近日，美國(guó)能源部、英國(guó)能源安全部及Net Zero與托卡馬克能源公司宣布了一項(xiàng)耗資5200萬(wàn)美元的合作計(jì)劃，旨在升級(jí)ST40聚變?cè)O(shè)施。該計(jì)劃為期五年，三方將平等分擔(dān)資金，共同推進(jìn)核聚變研究，為未來(lái)聚變發(fā)電廠的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

此次升級(jí)的核心任務(wù)是在ST40聚變?cè)O(shè)施的內(nèi)壁涂上鋰元素，以實(shí)現(xiàn)更好的約束條件，延長(zhǎng)核聚變反應(yīng)時(shí)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(zhǎng)時(shí)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(lái)核聚變?cè)囼?yàn)工廠的實(shí)現(xiàn)提供重要支持。

去年，美英兩國(guó)能源部門已達(dá)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?cè)O(shè)施的升級(jí)正是這一伙伴關(guān)系的重要成果之一。升級(jí)后的ST40設(shè)施預(yù)計(jì)將于2027年投入運(yùn)營(yíng)，屆時(shí)兩國(guó)大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員將能夠從中受益，共同推動(dòng)核聚變技術(shù)的發(fā)展。

ST40聚變?cè)O(shè)施是由托卡馬克能源公司運(yùn)營(yíng)的私營(yíng)企業(yè)，其價(jià)值超過(guò)1億美元。該設(shè)施利用外加磁場(chǎng)來(lái)約束等離子體，此前已與普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室和橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室合作，成功將等離子體溫度提高到太陽(yáng)溫度的六倍，即1億攝氏度，成為首家實(shí)現(xiàn)這一壯舉的私營(yíng)企業(yè)。

在升級(jí)過(guò)程中，普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室將負(fù)責(zé)鋰涂層的研發(fā)工作，而橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室則將協(xié)助部署顆粒燃料能力。普林斯頓實(shí)驗(yàn)室主任Steven Cowley表示，該實(shí)驗(yàn)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(yàn)，此次合作將推動(dòng)這些專業(yè)知識(shí)在私營(yíng)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?cè)O(shè)施近年來(lái)取得了令人矚目的成果，此次合作將開啟ST40的新使命，推動(dòng)球形托卡馬克和整個(gè)聚變行業(yè)的發(fā)展，共同實(shí)現(xiàn)提供聚變能的目標(biāo)。

美國(guó)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?cè)O(shè)施的新功能將有望為大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家的研究提供新的平臺(tái)，推動(dòng)核聚變領(lǐng)域的重大進(jìn)步，支持美國(guó)核聚變能源行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)科學(xué)與創(chuàng)新部副部長(zhǎng)杰拉爾丁·里士滿也表示，這些新投資將加強(qiáng)美國(guó)與私營(yíng)部門和國(guó)際盟友的伙伴關(guān)系，共同推動(dòng)核聚變技術(shù)的發(fā)展。

英國(guó)氣候大臣克里·麥卡錫表示，這一戰(zhàn)略伙伴關(guān)系對(duì)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(duì)氣候變化提供重要支持。