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Optica Laser Congress and Exhibition 将于10月20日-24日在日本大阪举行。在此次大会上，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）惯性约束核聚变项目负责人Tammy Ma 将发表题为“Ignition Achieved: Next Steps in the Path Toward an Inertial Fusion Energy Future.”的演讲。她计划探讨自美国国家点火装置（NIF）实现点火以来，激光惯性聚变的发展路径，以及其作为清洁和丰富能源的潜力。在大会前，Optics &Photonics News与Tammy Ma进行了对话。
Tammy Ma.
图源：LLNL
Q 您能介绍一下关于惯性聚变能源机构计划的信息吗？
A：LLNL的惯性聚变能源机构计划致力于推进美国的惯性聚变研究。我们通过NIF实现了聚变点火，这一成就为我们在聚变能领域的发展奠定了重要基础。
NIF的资助来自美国国家核安全管理局（NNSA），其主要任务是确保美国核库存的安全性、可靠性和有效性。然而，当前将聚变用于能源生产并不是NIF的核心任务。在过去十年中，美国并没有专门为惯性聚变提供资金，NNSA的科学办公室主要集中于磁约束聚变的研究。
因此，我们的目标是重新启动美国的惯性聚变计划。值得注意的是，我们在NIF中生成的聚变等离子体与聚变能源的生产密切相关。我们希望充分利用这一多用途技术，不仅为能源获取开辟新路径，同时保持美国在惯性约束聚变领域的领导地位。
Q 激光惯性聚变的下一步是什么？
A: 美国已经为商业核聚变制定了宏伟的十年规划。因此，要实现核聚变试验工厂的目标，我们需要一份详尽的路线图。
我们提出了四项主要的推动措施。
第一项是建立由公共部门主导的中心，将国家实验室和大学聚集在一起，共同研究所有聚变方法都需要的基础技术，比如材料、氚和聚变堆包层等。
第二项是充分利用现有的实验设施，比如NIF以及位于罗切斯特的OMEGA激光设施，学习我们所能学习的一切，因为建造一个新设施并使其跟上速度需要5-10年的时间。
第三项是推动私营部门参与到试验电站的建设中。美国能源部明确表示，公共部门不会建造这些电站。因此，我们正在通过公私合作伙伴关系，鼓励并支持私营企业在聚变电站建设方面迈出关键步伐。
最后一项是计划建设专门的惯性聚变能源设施，这是惯性聚变能源领域取得快速进展的必要条件，因为目前世界上还没有这样的设施。NIF已经超额完成了一系列实验。同样，OMEGA也用于一系列不同的高能量密度物理实验。
一个装满低温氢燃料的NIF聚变目标舱
图源：LLNL
Q 实现激光聚变商业化的最大障碍是什么？
A: 毫无疑问，我们在科学和技术方面还有许多挑战需要攻克。目前，激光核聚变技术的大部分还处于较低的技术水平，离商业化应用仍有相当距离。
不过，我认为最大的障碍其实在于如何确保持续且充足的资金投入。2023财年，美国整个聚变能科学项目的预算为7.63亿美元，其中仅有900万美元专门用于惯性聚变能研究。尽管有了这笔资金总比完全没有好，但每年只有900万美元的预算，我们很难获得实质性的进展。
Q 对于那些对商业激光核聚变持怀疑或批评态度的人，你会如何回应？
A：我认为，持有一点怀疑态度是完全合理的。任何涉及“硬科学”的大型项目，尤其是需要长期大量投资的项目，总会伴随质疑声。但我认为，通过点火实验所展示的成就已经证明了我们在核聚变等离子体条件下能够实现革命性突破，它证明了在实验室中进行受控热核聚变是可能的。更为重要的是，我们成功地重复点火了四次，表明这并非偶然的成功，而是可以重复、可以验证的成果。
核聚变本身非常复杂且难以描述，因此向公众清晰传达我们的进展具有挑战性。我们需要以更清晰、更有力的方式来展示我们的成果和突破。我相信，如果用具体的指标来衡量我们的进步，你会看到，近年来我们在科学与技术领域都取得了显著进展。我们不仅实现了科学上的突破，还能够很好地控制等离子体，使其具备自我反馈机制，从而产生大量能量。这些都不是小成就，而是我们前行的重要里程碑。
此外，核聚变在实现能源公正和能源公平方面有着巨大的潜力，因为它可以改变游戏规则。但是，要实现这一目标，就必须了解公众的担忧，并确保公众能够接受，因此我们已经着手推进对外沟通工作。
原文链接：
https://www.opticaopn.org/home/articles/volume_35/october_2024/departments/looking_to_the_future_of_fusion_energy/?src=hptopstories
