美國(guó)領(lǐng)先核聚變?cè)O(shè)施達(dá)到20萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)“射擊”

DIII-D用戶慶祝機(jī)器達(dá)到其第20萬(wàn)個(gè)實(shí)驗(yàn)周期。

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DIII-D的內(nèi)部。在2024年進(jìn)行重大升級(jí)之后，新系統(tǒng)和改進(jìn)有助于加強(qiáng)DIII-D作為世界上最靈活、最強(qiáng)大的磁融合研究設(shè)施之一的地位。

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圣地亞哥，2024年10月24日（GLOBE NEWSWIRE）——DIII-D國(guó)家聚變?cè)O(shè)施自開始運(yùn)行以來(lái)，最近完成了第20萬(wàn)個(gè)實(shí)驗(yàn)周期，標(biāo)志著清潔聚變能源發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。這些試驗(yàn)和放電中的每一個(gè)都促進(jìn)了美國(guó)核聚變研究項(xiàng)目對(duì)如何創(chuàng)造、塑造和限制等離子體的集體理解，以支持核聚變作為未來(lái)基本負(fù)荷能源的發(fā)展。

DIII-D國(guó)家聚變?cè)O(shè)施主任Richard Buttery博士說(shuō)：“雖然完成20萬(wàn)次注射本身就令人印象深刻，但這一成就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了數(shù)字?！薄斑@些試驗(yàn)代表著在聚變能源的道路上取得了穩(wěn)定、重要的進(jìn)展。每一個(gè)都是一個(gè)挑戰(zhàn)的解決，一個(gè)問(wèn)題的回答，一個(gè)事業(yè)的開始或發(fā)展，或者一項(xiàng)新技術(shù)的證明。從一個(gè)非常真實(shí)的意義上說(shuō)，DIII-D的歷史就是聚變能研究的歷史，我們對(duì)我們未來(lái)對(duì)DIII-D的計(jì)劃感到非常興奮。”

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近年來(lái)，研究人員利用DIII-D在核聚變方面取得了幾項(xiàng)重要進(jìn)展，包括超越了等離子體密度的理論限制（幾乎所有核聚變發(fā)電廠設(shè)計(jì)的操作要求），并以新穎的配置創(chuàng)造了世界上最強(qiáng)大的核聚變等離子體。這些實(shí)驗(yàn)對(duì)未來(lái)發(fā)電廠的設(shè)計(jì)以及與建造、運(yùn)行和維護(hù)有關(guān)的相關(guān)成本具有重要意義。

其他值得注意的研究活動(dòng)測(cè)試了未來(lái)航天器的救生隔熱罩，探索了測(cè)量和保持性能的新系統(tǒng)，并提高了操作員控制等離子體的能力?？傊@些實(shí)驗(yàn)有助于為下一階段的研究、開發(fā)、演示和部署定位聚變。

“DIII-D是一個(gè)關(guān)鍵的物理和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)降低平臺(tái)，可以彌合當(dāng)前磁約束設(shè)施與未來(lái)核聚變?cè)圏c(diǎn)工廠之間的差距。利用其世界級(jí)的診斷能力來(lái)驗(yàn)證先進(jìn)的計(jì)算模型，DIII-D為潛在的未來(lái)原型和聚變中試工廠提供可靠的解決方案設(shè)計(jì)。此外，DIII-D培養(yǎng)的勞動(dòng)力人才既可以提供蓬勃發(fā)展的聚變產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，又可以使該領(lǐng)域更接近聚變能源的商業(yè)化，”聚變能源科學(xué)科學(xué)副主任Jean Paul Allain博士說(shuō)。

支持核聚變產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

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隨著公共部門核聚變研究和開發(fā)的快速進(jìn)展，全球核聚變產(chǎn)業(yè)得到了顯著增長(zhǎng)。根據(jù)美國(guó)核聚變工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，全球核聚變工業(yè)已經(jīng)獲得了超過(guò)62億美元的私人投資，其目標(biāo)是迅速加速商業(yè)核聚變能源的大規(guī)模部署。隨著新興商業(yè)聚變工業(yè)的不斷發(fā)展，DIII-D國(guó)家聚變?cè)O(shè)施研究計(jì)劃已經(jīng)迅速重新調(diào)整，以支持加速聚變能源的雄心勃勃的目標(biāo)。

“DIII-D旨在滿足其用戶社區(qū)的需求，以支持在盡可能快的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)融合。我們擁有來(lái)自世界各地100多家機(jī)構(gòu)的700多名用戶，其中包括快速增長(zhǎng)的行業(yè)用戶，因?yàn)槲覀儾粩喔鶕?jù)他們的研究和開發(fā)需求對(duì)設(shè)施進(jìn)行改進(jìn)。利用我們世界一流的能力和數(shù)百名學(xué)科專家，我們很自豪能夠成為商業(yè)聚變行業(yè)的催化劑，”通用原子公司磁聚變能源副總裁Wayne Solomon博士說(shuō)。

在參與DIII-D計(jì)劃的100多個(gè)組織中，有16個(gè)是商業(yè)實(shí)體，專注于等離子體控制、機(jī)器學(xué)習(xí)和診斷技術(shù)等不同主題。最近加入DIII-D計(jì)劃的商業(yè)用戶之一是NVIDIA，該公司正在使用DIII-D的數(shù)據(jù)集來(lái)推進(jìn)其融合應(yīng)用的數(shù)字孿生技術(shù)的開發(fā)。數(shù)字孿生指的是一個(gè)系統(tǒng)的高保真虛擬模型，利用來(lái)自傳感器的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)模擬、測(cè)試、監(jiān)控和模擬復(fù)雜的操作，是提供商業(yè)可擴(kuò)展聚變能源的基本計(jì)算技術(shù)。

英偉達(dá)開發(fā)關(guān)系經(jīng)理Tom Gibbs表示：“DIII-D在我們開發(fā)Digital Twin應(yīng)用程序的過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，有助于解決核聚變能源產(chǎn)生的重大科學(xué)挑戰(zhàn)。“我們的工作需要一個(gè)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存檔和測(cè)量系統(tǒng)的物理設(shè)備來(lái)進(jìn)行測(cè)試和改進(jìn)，而與DIII-D的合作提供了這個(gè)所需的平臺(tái)。我們的DIII-D合作伙伴關(guān)系對(duì)于從目前的個(gè)人概念驗(yàn)證測(cè)試進(jìn)展到評(píng)估商業(yè)聚變?cè)O(shè)備中等離子體控制所需的綜合人工智能模型類型至關(guān)重要。我們期待著通過(guò)與DIII-D的合作，繼續(xù)快速推進(jìn)尖端科學(xué)技術(shù)?！?/p>廣告

美國(guó)最大的磁融合研究機(jī)器

通用原子公司代表美國(guó)能源部科學(xué)辦公室運(yùn)營(yíng)DIII-D設(shè)施。它的研究團(tuán)隊(duì)包括來(lái)自美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和工業(yè)界的用戶，他們使用DIII-D來(lái)探索與聚變能相關(guān)的廣泛主題。從基礎(chǔ)等離子體科學(xué)到核聚變電廠運(yùn)行的控制過(guò)程，DIII-D設(shè)施是美國(guó)核聚變研究計(jì)劃的基石。

該設(shè)施的核心是DIII-D托卡馬克，一個(gè)環(huán)形（甜甜圈形狀）真空室，周圍環(huán)繞著強(qiáng)大的電磁鐵。DIII-D的磁鐵系統(tǒng)用于在超過(guò)太陽(yáng)溫度10倍的溫度下塑造和限制等離子體（一種具有大量電離粒子的物質(zhì)狀態(tài)）。在這樣的高溫下，氫的同位素融合在一起并釋放能量。

“每一次成功，我們都會(huì)利用我們所學(xué)到的知識(shí)來(lái)改進(jìn)DIII-D機(jī)器，以保持領(lǐng)先地位，更好地服務(wù)于我們的用戶群。沒(méi)有其他托卡馬克系統(tǒng)——無(wú)論是計(jì)劃還是運(yùn)行——像它一樣靈活、敏捷，或者像它一樣獨(dú)特地配備了專門的測(cè)量系統(tǒng)。我們很自豪能夠利用這些能力來(lái)支持工業(yè)加速商業(yè)聚變能源的推動(dòng)，”Buttery博士補(bǔ)充道。

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DIII-D在其整個(gè)歷史中不斷升級(jí)，擴(kuò)大了其作為融合技術(shù)發(fā)展和科學(xué)理解的試驗(yàn)臺(tái)的能力。它最近完成了為期8個(gè)月的設(shè)施升級(jí)，進(jìn)一步加強(qiáng)了它作為世界上最靈活、能力最強(qiáng)的核聚變研究設(shè)施之一的地位。目前正在進(jìn)行的新升級(jí)裝置的研究活動(dòng)將有助于縮小當(dāng)前實(shí)驗(yàn)、第一個(gè)聚變?cè)囼?yàn)工廠（FPPs）和未來(lái)聚變反應(yīng)堆之間的關(guān)鍵差距。

這些升級(jí)包括增強(qiáng)核聚變等離子體控制的系統(tǒng)；一系列新的診斷儀器；增強(qiáng)了加熱等離子體和驅(qū)動(dòng)支持聚變反應(yīng)的電流的能力；以及對(duì)分流器系統(tǒng)的改進(jìn)，該系統(tǒng)可以去除托卡馬克的廢氣熱量和雜質(zhì)。總之，這些新技術(shù)將在解決將核聚變能源引入電網(wǎng)必須解決的許多問(wèn)題方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。

關(guān)于通用原子公司：自原子時(shí)代開始以來(lái)，通用原子公司的創(chuàng)新推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展——從核能和國(guó)防到醫(yī)學(xué)和高性能計(jì)算。在一支才華橫溢的全球科學(xué)家、工程師和專業(yè)人士團(tuán)隊(duì)的支持下，通用汽車憑借其獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)和能力，不斷提供安全、可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新的解決方案，以滿足不斷增長(zhǎng)的全球需求。

關(guān)于DIII-D國(guó)家聚變?cè)O(shè)施DIII-D是美國(guó)最大的磁聚變研究設(shè)施，是聚變能源科學(xué)發(fā)展的許多開創(chuàng)性貢獻(xiàn)的場(chǎng)所。DIII-D與全球100多家機(jī)構(gòu)的700多名科學(xué)家合作，繼續(xù)推動(dòng)實(shí)用核聚變能源的研究。作為美國(guó)能源部科學(xué)用戶設(shè)施辦公室，參與DIII-D研究向所有感興趣的各方開放。欲了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.ga.com/diii-d。

更多信息請(qǐng)聯(lián)系：Andrew James，通訊主管- 858-287-2636 - [email protected]

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• DIII-D用戶慶祝機(jī)器達(dá)到其第20萬(wàn)個(gè)實(shí)驗(yàn)周期。

• DIII-D的內(nèi)部。在2024年進(jìn)行重大升級(jí)之后，新系統(tǒng)和改進(jìn)有助于加強(qiáng)DIII-D作為世界上最靈活、最強(qiáng)大的磁融合研究設(shè)施之一的地位。

聯(lián)系人：Andrew James

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