注:此报告仅来自单一来源,尚待核实。

当两个较轻的原子(例如氢)结合形成一个较重的原子(例如氦)时,就会产生聚变能,并以热能的形式释放能量。太阳和其他恒星内部自然发生这种过程。在地球上,科学家们利用电场和磁场来控制离子和电子在极高温度下的运动,从而产生并维持等离子体(含有自由电子的电离气体),最终实现聚变。

自20世纪50年代以来,美国能源部(DOE)一直支持聚变能源研究,最初由原子能委员会发起,如今则通过其科学办公室的聚变能源科学项目延续至今。这种支持包括参与国际热核聚变实验堆(ITER)等国际项目,以及专注于惯性约束聚变核武库管理的项目。此外,美国能源部高级研究计划署(ARPA-E)也资助旨在实现商业化的变革性聚变研究。

聚变能源有望通过提供安全、充足、零碳的电力和热能,彻底改变能源行业。其应用包括制氢、满足工业供热需求、碳捕获和海水淡化,从而支持美国乃至全球的能源安全和清洁能源目标。

尽管取得了进展,但聚变技术仍面临诸多重大技术挑战,包括材料开发、燃料循环以及需要短期储存和回收的活性废物管理。聚变技术还可能引发扩散问题,这些问题必须得到解决。美国能源部将继续致力于推进创新,以确保聚变技术的技术和商业可行性,同时努力解决这些问题。