A $42 Miljoen Investering! V.S. Departement Van Energie Creëert 3 Major Laser Fusion Onderzoek Centra

Op Donderdag lokaal tijd, de V.S. Departement van Energie aangekondigd dat het is aan het creëren drie onderzoek centra in hoop van vooruitgang fundamenteel traagheid fusie energie (IFE) wetenschap en technologie en gebruikend miniatuur lasergestuurd thermonucleair explosies in toekomst energie centrales.
De drie centra, gelegen op Lawrence Livermore Nationaal Laboratorium (LLNL) in Californië, Colorado Staat Universiteit, en de Universiteit van Rochester in New York Staat, zal aandeel een totaal van $42 miljoen over vier jaar. Van dat, $16 miljoen elk voor Livermore en Colorado Staat, en $10 miljoen voor de Universiteit van Rochester - een kleine fractie van de DOE's fusie energie wetenschap budget - welke dit jaar is meer dan half een miljard dollar.

Energie wordt geproduceerd door combineren twee kleine atomen, meestal waterstof, in een groter atoom. Dit proces, bekend als "fusie," is de bron van energie voor de zon en andere sterren. Als gecontroleerde nucleaire fusie kan worden gereproduceerd op aarde, het zou overvloedige energie teniet produceren aardopwarming koolstof dioxide of langlevend radioactief afval.
Tot op heden, meeste fusie energie onderzoek, en meeste van de afdeling van energie's fusie wetenschap budget, heeft gericht op reactoren die gebruiken krachtige magnetische velden om oververhitte waterstof tot de kernen botsen en combineren. Maar een succesvol experiment uitgevoerd laatste jaar bij Livermore's Nationale Ontsteking Faciliteit (NIF) benadrukte een andere benadering - vuren krachtige lasers op individuele waterstof deeltjes om hun atomen te persen samen en produceren een flits van fusie.
LLNL heeft bereikt fusie ontsteking bij NIF vier keer tot heden. De laatste was bereikt door afvuren 2,2 megajoule (MJ) van energie bij de ontsteking doel, produceren 3,4 MJ van fusie energie. De NIF was niet ontworpen als een prototype voor fusie energie opwekking. Sinds de stopzetting van nucleaire testen in 1992, het is gebruikt voornamelijk om te helpen onderhouden VS kernwapens. In vorige experimenten, de NIF wetenschap experiment afgevuurd een laser puls in een waterstof-gestookte pellet. A praktische kracht centrale zou moeten vuren de laser puls herhaaldelijk op een frequentie van 10 keer per seconde, met elk puls invoegen a Nieuw brandstof pellet.
Deze lasers moeten zijn meer krachtig, meer betrouwbaar, en meer energie-efficiënt dan NIF's lasers. Waterstof brandstof doelen moeten goedkoop en gemakkelijk te vervaardigen zijn. A stroom fabriek zal een stabiele levering van miljoenen pellets. Het nieuwe onderzoekscentrum zal helpen aanpakken deze obstakels.
Kramer Akli, wie beheert de overheid's Traagheid Fusie Energie Wetenschappen programma, zei de DOE ontvangen veel aanvragen, en een panel van rechters koos Livermore, Rochester en Colorado Staat. Elk van de winnende programma's inbegrepen samenwerkingen met andere universiteiten, nationale laboratoria, en particuliere bedrijven.
Dr. Akli zei, "Breng samen de slimste geesten in jouw vakgebied zo jij kunt verder versnellen innovatie en sommige van de uitdagingen van traagheid fusie energie oplossen."
Een van de belangrijkste doelen van de Universiteit van Rochester centrum is om een nieuw type van laser dat kan worden afgestookt direct op waterstof brandstof. Deze methode is meer energie-efficiënt dan de ene gebruikte in het NIF experiment bij Livermore. Maar als kleine variaties in de laser produceren instabiliteit, zij kunnen belemmeren fusie.
This instability can be controlled if the laser propagates over a range of wavelengths. Scientists at the University of Rochester have been working on this approach, called direct drive, for years, and research funding from the center will be used for experiments to test whether a new high-power laser can overcome this problem. This opens up a route to a direct-drive program.
The Colorado State center will study a variety of lasers proposed for different inertial fusion concepts and examine different designs for fuel targets. Carmen Menoni, a professor of electrical and computer engineering who led the center's proposal, said she will study new materials for laser optical coatings so they can better withstand sustained, high-energy laser assaults.
Tammy Ma, a plasma natuurkundige at Livermore National Laboratory (LLNL), zei het centrum's focus zou gaan verder de indirecte-drive benadering gebruikt door de NIF en beginnen om de problemen verplicht om een werkelijke kracht centrale te bouwen. "Het's niet gewoon dat je een doelwit en je raakt het en creëert energie."
Het aanvankelijke onderzoek zou moeten helpen werpen licht op welke benaderingen zijn meest veelbelovend. "De investering is niet gaat naar zijn genoeg om echt die antwoorden," volgens Dr. Tammy Ma, "maar ik denk aan het einde van vier jaar, we kunnen een veelbelovend pad voor de Verenigde Staten om echt een volgroeilijk proef fabriek te demonstreren."
VS Energie Secretaris Jennifer M. Granholm zei, "Benutten fusie energie is een van de grootste wetenschappelijke en technologische uitdagingen van de 21e eeuw. Wij zijn nu vol vertrouwen dat fusie energie is niet enige een mogelijkheid, maar extreem veelbelovend. De wetenschappers bij deze centra zullen zijn op de voorhoede van een baanveranderende en planeetreddende doorbraak."
Projecten gefinancierd door de Versneld Onderzoek in Traagheid Fusie Energie Wetenschap en Technologie (IFE- ster) programma zal de expertise en capaciteiten van de VS Afdeling van Energie's nationale laboratoria, academische wereld en industrie om het IFE systeem componenten te bevorderen. Traagheid opsluiting fusie is een toonaangevende fusie methode die lasers of andere technologieën comprimeren en verwarmen dicht plasma. de IFE- ster programma zal ontwikkelen: high-gain doel ontwerpen; hoogrenderen lasers met hoge herhaling snelheden; en levensrelevante fusie doel fabricage, tracking, en engagement. het IFE- ster programma is ontworpen om een breed assortiment van technologieën te bieden om het IFE systeem, inclusief het gebruik van lasers, lasers, en lasers in een breed bereik van toepassingen. A belangrijke component van het gefinancierde project is het beheer van de traagheid fusie ecosysteem, inclusief de ontwikkeling van een inclusief en divers personeelsbestand.
De Universiteit van Rochester's Laboratorium voor Laser Energetica (LLE), gedreven door zijn 400 Rochester personeel leden, heeft lang geweest op de voorhoede van energie, wetenschap en technologie. Gewoon laatste jaar, wetenschappers bij Lawrence Livermore National Laboratory, ondersteund door LLE, bereikt de eerste netto energie winst mijlpaal.
As a result of the breakthrough at Lawrence Livermore National Laboratory's National Ignition Facility, inertial confinement fusion has garnered even greater interest and attention.The IFE- star project aims to address common scientific and technological gaps in the anticipated technology roadmaps of the IFE fusion companies participating in the Office of Science's Milestone Fusion Development Program by addressing the prioritized research opportunities outlined in the IFE Workshop on Basic Research Needs report. Continued Progress. Unlike magnetic confinement fusion, which is designed to sustain plasma burning for long periods of time, IFE will require the formation of repetitive pulses. One goal is to develop the science and technology needed to move inertial fusion from low-gain, single experiments to the high-gain, high-repetition rates needed for potential IFE pilot plants.
De Verenigde Staten Departement van Energie is opzetten een toegewijd programma via IFE-ster. Het geselecteerde project zal bouwen en hefboomwerking toonaangevende capaciteiten, expertise, diagnostiek, en faciliteiten, en IFE-ster zal ook aanzienlijk uitbreiden IFE onderzoek gezamenlijk gefinancierd door de DOE Geavanceerde Onderzoek Projecten Agentschap voor Energie (ARPA-E) en het Bureau van Wetenschap.