En skelsættende plan for at realisere fusionsenergi og fremme plasmavidenskab

At skabe og kontrollere fusionsenergien på Jorden, der driver solen og stjernerne, er et nøglemål for videnskabsmænd over hele verden. Produktion af dette pengeskab, ren og ubegrænset energi kunne generere elektricitet til hele menneskeheden, og muligheden nærmer sig virkeligheden. Nu foreslår en skelsættende rapport udgivet i denne uge af American Physical Society Division of Plasma Physics Community Planning Process øjeblikkelige skridt, som USA skal tage for at fremskynde amerikansk udvikling af denne længe søgte magt. Rapporten beskriver også muligheder for at fremme vores forståelse af plasmafysik og for at anvende denne forståelse til gavn for samfundet.

Rapporten, fællesskabsplanen for fusionsenergi og opdagelsesplasmavidenskab, "afspejler entusiasmen blandt det amerikanske fusions- og plasmafysiksamfund for at tage modige skridt for at gøre fusionsenergi til en realitet, at udvide vores forståelse af plasmafysik, og bruge denne forståelse til gavn for samfundet, " sagde fysiker Nathan Ferraro fra US Department of Energy's (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), en medformand for planen samlet over et år af samfundet.

Professionelle selskaber

Det 199 sider lange dokument, sat sammen med input fra hundredvis af amerikanske videnskabsmænd og ingeniører fra mange professionelle selskaber, kommer med mange anbefalinger, herunder følgende foreslåede trin:

• Med betænkningens ord, forskning fremadrettet "bør være drevet af missionen om at muliggøre opførelse af et fusionspilotanlæg (FPP), der producerer nettoelektricitet og derved etablerer det videnskabelige og teknologiske grundlag for kommerciel fusionsenergi."
• Udviklingen af ​​denne mission bør omfatte øjeblikkeligt design af en ny amerikansk tokamak, eller doughnutformet fusionsanlæg, i stand til at håndtere forhold i overensstemmelse med dem, som en FPP vil støde på. Også umiddelbart påbegyndt bør design og konstruktion af en specialiseret enhed til at demonstrere den effekt, neutroner frigivet ved fusionsreaktioner vil have på det anlæg, der huser reaktionerne.
• Fremme teori og modelleringsevner, der er nødvendige for at forstå og opretholde brændende plasmaer, hvor plasmaet hovedsageligt opvarmes ved fusionsreaktioner. USA bør også opretholde fuldt medlemskab af ITER, det internationale eksperiment under opbygning i Frankrig for at demonstrere produktionen af ​​brændende plasma.
• Opskalering af forskning inden for plasmavidenskabelige områder lige fra astrofysik til nanoteknologi. Foreslåede trin omfatter konstruktion af en generel plasmavidenskabsfacilitet til at studere astrofysisk relevante magnetiserede plasmafænomener, at sikre stabil finansiering af en afbalanceret forskningsportefølje, og udvikling af netværk af videnskabsmænd og faciliteter for at muliggøre en bred vifte af grænseoverskridende videnskabelig forskning.

Designet til at hjælpe med at opfylde en afgift

Rapporten er designet til at hjælpe Fusion Energy Sciences Advisory Committee (FESAC) med at opfylde en DOE-afgift for udvikling af en langsigtet strategi for Fusion Energy Sciences-programmet fra DOE Office of Science. Dokumentet opfordrer til partnerskaber med andre kontorer og statslige agenturer, såvel som med den private industri og internationale partnere, at gennemføre de fulde anbefalinger i den strategiske plan. "Vi er opmuntrede til at se, at denne proces bragte samfundet sammen for at anerkende det fulde omfang af denne udfordring, sagde Ferraro, "og det koordinerede, tværfaglig forskning og udvikling er nødvendig for at nå vores mål."