(圖片來源：FAST項(xiàng)目辦公室)

日本FAST項(xiàng)目辦公室自豪地宣布啟動(dòng)FAST(先進(jìn)超導(dǎo)托卡馬克聚變)項(xiàng)目，目標(biāo)是到2030年代末實(shí)現(xiàn)基于聚變的發(fā)電。

FAST 旨在生成并維持氘氚 (DT) 反應(yīng)等離子體，展示一種綜合聚變能源系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了發(fā)電和燃料技術(shù)等能源轉(zhuǎn)換。該項(xiàng)目將采用托卡馬克配置，選擇托卡馬克配置是因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)可靠且可擴(kuò)展。FAST 將解決商業(yè)化聚變發(fā)電廠建設(shè)過程中剩余的技術(shù)挑戰(zhàn)。它匯集了來自知名機(jī)構(gòu)的頂尖研究人員，以及來自日本、英國(guó)、美國(guó)和加拿大的工業(yè)和國(guó)際合作伙伴。

參與的主要機(jī)構(gòu)包括東京大學(xué)、東北大學(xué)、東京科學(xué)研究所、名古屋大學(xué)、京都大學(xué)、九州大學(xué)、京都聚變工程有限公司、托卡馬克能源公司(英國(guó))、普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室(美國(guó))、通用原子公司、加拿大核實(shí)驗(yàn)室和聚變?nèi)剂涎h(huán)公司(加拿大)。

下一步，將組建一個(gè)概念設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，由等離子體研究人員和發(fā)電廠工程研究人員組成。初步設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)將于2025年完成。在進(jìn)入詳細(xì)設(shè)計(jì)階段時(shí)，將對(duì)技術(shù)、資金、法規(guī)和政策等內(nèi)外部環(huán)境進(jìn)行全面評(píng)估，并決定實(shí)施的可行性。

與此同時(shí)，在京都聚變工程的牽頭下，F(xiàn)AST 將與三井物產(chǎn)、三井不動(dòng)產(chǎn)、三菱商事、丸紅商事、藤倉(cāng)株式會(huì)社、鹿島建設(shè)株式會(huì)社和古河電氣工業(yè)公司等工業(yè)伙伴合作，加速關(guān)鍵系統(tǒng)、工程設(shè)計(jì)、選址和監(jiān)管工作的技術(shù)開發(fā)。

雖然之前或近期計(jì)劃的聚變實(shí)驗(yàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)或即將實(shí)現(xiàn)中脈沖等離子體放電，從而降低了聚變?cè)囼?yàn)工廠(FFP)的等離子體約束和控制風(fēng)險(xiǎn)，但在利用能量傳輸進(jìn)行持續(xù)的外部使用、建立氚燃料循環(huán)(包括氚增殖)以及將這些進(jìn)展整合到代表商業(yè)上可行的聚變發(fā)電廠的配置中仍然存在關(guān)鍵障礙。

到目前為止，世界上還沒有任何實(shí)驗(yàn)裝置能夠創(chuàng)造出必要的聚變環(huán)境——聚變中子通量和相關(guān)的熱負(fù)荷——來彌補(bǔ)當(dāng)前先進(jìn)的等離子體實(shí)驗(yàn)與實(shí)際能量提取的最終目標(biāo)之間的差距。

FAST 旨在通過提供一個(gè)全面而獨(dú)特的平臺(tái)來開發(fā)適用于全球?qū)嶋H聚變電站的技術(shù)，包括演示設(shè)備(DEMO)和 FPP，從而填補(bǔ)這些空白。

FAST 是由私營(yíng)部門主導(dǎo)的產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目，由日本國(guó)內(nèi)外的核聚變專家共同開發(fā)。該項(xiàng)目將由研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)，并與國(guó)內(nèi)外專門從事等離子體物理和核聚變反應(yīng)堆工程的研究人員合作推進(jìn)該項(xiàng)目。