美國能源部(DOE)及 Rutherford Energy Ventures(REV)最近宣布了一項新的公私合營夥伴關係,旨在加速商業聚變能所需的專用材料和基礎設施的發展。這項合作將試行一個名為 FULCRA(Fusion Upscaled Leveraged Consortia for Rapid Acceleration)的框架,初步計劃定於在奧克里奇國家實驗室(ORNL)啟動。Rutherford 在新聞稿中表示:「FULCRA 展現了一種實用且以結果為導向的方法,以建立我們聚變行業所需的基礎設施。」
這項倡議旨在解決美國聚變生態系統中的一個特定技術空白:缺乏已開發的聚變材料和核技術。為了彌補這一空白,FULCRA 確定了四個需要立即發展的關鍵技術領域。首先,這個夥伴關係旨在開發能夠承受聚變反應堆內強烈中子轟擊和高溫的輻射耐受材料,這些材料需能持續數十年。它還希望建立可靠的方法來處理氚燃料(氫的一種放射性同位素)以及在反應堆包層內繁殖新的氚。
此外,該倡議還專注於設計和測試整合包層系統,這些系統形成捕獲聚變能量並產生新氚的內部層。最後,FULCRA 計劃建立必要的集成組件測試設施,以驗證商業設計,確定供應鏈並在工業規模上展示組件的可靠性。
私營聚變行業為等離子體科學帶來了前所未有的動力,但在聚變核環境中的經驗則是整個領域的下一個關鍵步驟。REV 的聯合創始人、麻省理工學院核科學與工程教授 Dennis Whyte 表示,無論每個聚變公司採用什麼樣的禁錮方法,都不僅需要這些技術,還需要在該環境中運行的經驗,以實現經濟可行性。
為了解決這些材料挑戰,FULCRA 將建立專門的測試能力,稱為 Fulcrums。每個 Fulcrum 將針對聚變材料科學和核技術中的特定障礙。該模型提出了一個聯盟方法,將國家實驗室的聯邦資產與私營部門投資相結合。這一結構旨在為開發者提供訪問先進測試基礎設施的機會,這對於任何單一組織而言都是過於昂貴的。
實現商業聚變能量需要的不僅僅是等離子體科學的進步——它還需要經過驗證的工程解決方案、合格的材料以及前所未有規模的整合工業系統。能源部的聚變能源科學副主任 Dr. Jean Paul Allain 表示。
在 ORNL 的初步試點計劃將專注於映射現有的聚變相關基礎設施並設計第一個 Fulcrum 聯盟。REV 將與 ORNL 的技術團隊合作,評估運行框架並吸引潛在的私營部門夥伴。這一倡議支持特朗普政府擴大國內能源生產的重點。能源部科學副部長 Dr. Dario Gil 表示,這一夥伴關係將科學機構與私營行業聯合起來,建立加速商業化的測試能力。
隨著試點的推進,DOE 和 REV 計劃進一步完善該模型,以便潛在擴展到其他國家實驗室,目的是在全球聚變市場上確保美國的領導地位,以對抗中國等競爭對手。




