聚變是一種前景光明的清潔能源解決方案，因為這一過程不產(chǎn)生碳、具有固有安全，并且能提供源源不斷、近乎無限的燃料。原子能機構(gòu)從一開始就支持聚變的研究與發(fā)展，并于1961年組織了第一次國際聚變能源會議。最近，聚變研究取得的突破加速了公共和私營部門的開發(fā)進程。在這些進展的基礎(chǔ)上，原子能機構(gòu)促進國際合作與協(xié)調(diào)，以彌合聚變物理、技術(shù)和監(jiān)管方面的差距。這包括收集和共享數(shù)據(jù)，以支持從聚變過程的科學(xué)原理到核電廠的設(shè)計和運行等聚變研究的所有階段。

“聚變技術(shù)有潛力變革全球能源生產(chǎn)。”原子能機構(gòu)核電司司長Aline des Cloizeaux說，“聚變能源與先進核裂變技術(shù)的部署將確保實現(xiàn)可持續(xù)的清潔能源轉(zhuǎn)型?！?/p>

聚變研究與發(fā)展的數(shù)據(jù)支持

聚變的燃料是輕同位素，這些輕同位素會形成等離子體——一種熾熱的、帶電的氣體，具有與固體、液體和氣體不同的獨特性質(zhì)。原子能機構(gòu)的“碰撞數(shù)據(jù)庫”（CollisionDB）專門用于記錄原子和分子過程，它為推進等離子體運行場景和診斷研究提供支持，從而加深對等離子體碰撞過程的了解。

原子能機構(gòu)的其他數(shù)據(jù)庫有助于實驗裝置和未來聚變電廠的運行和優(yōu)化。“等離子體與壁相互作用數(shù)據(jù)庫”（pwiDB）包含與內(nèi)壁表面相互作用的數(shù)據(jù)，而“級聯(lián)碰撞分子動力學(xué)模擬數(shù)據(jù)庫”（CascadesDB）和“輻射誘發(fā)缺陷計算數(shù)據(jù)庫”（DeFecTdb）則收集壁內(nèi)過程的數(shù)據(jù)。“聚變編評數(shù)據(jù)庫”（FENDL）存儲了有關(guān)等離子體和材料的中子學(xué)方面重要核反應(yīng)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對于安全和廢物評估至關(guān)重要。

向?qū)崿F(xiàn)凈聚變能源邁進

世界各地的科學(xué)家和工程師不斷開發(fā)和測試新材料，設(shè)計新技術(shù)，以產(chǎn)生凈聚變能源。雖然實驗通常能夠達到非常接近聚變能源系統(tǒng)所需的條件，但仍需要改進，以維持反應(yīng)并持續(xù)產(chǎn)生能量。公共和私營聚變組織正朝著這一目標迅速取得進展。

原子能機構(gòu)的“聚變裝置信息系統(tǒng)”（FusDIS）提供了全球范圍內(nèi)正在運行、建造或處于規(guī)劃中的公共和私營聚變裝置的總體概況、技術(shù)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計信息。它為聚變能源戰(zhàn)略和決策以及公私合作提供了有益的指導(dǎo)，并且是確定研究趨勢的寶貴工具?！熬圩冄b置信息系統(tǒng)”可以在原子能機構(gòu)聚變門戶網(wǎng)站上找到，該網(wǎng)站是原子能機構(gòu)聚變活動信息的資源中心。

原子能機構(gòu)還在其CONNECT平臺上開發(fā)FUSE系統(tǒng)，以在聚變電廠的設(shè)計、制造和建造期間為聚變技術(shù)的開發(fā)者提供幫助。它將包括一個關(guān)于聚變規(guī)范和標準的數(shù)據(jù)庫，以及一個聚變技術(shù)和燃料循環(huán)數(shù)據(jù)庫，其中包含正在開發(fā)的每個裝置的信息和具體參數(shù)。FUSE系統(tǒng)將提高人們對聚變這一快速發(fā)展領(lǐng)域最新發(fā)展（如衍生技術(shù)）的認識。

利用人工智能解鎖聚變潛能

“人工智能是解鎖聚變?nèi)繚撃艿男妈€匙。它在管理聚變裝置的整個工程過程以及分析這類設(shè)施將產(chǎn)生的海量科學(xué)工程數(shù)據(jù)方面具有潛在的重大優(yōu)勢?！眹H熱核聚變實驗堆組織副總干事兼首席科學(xué)家Alain Becoulet表示，“為了實現(xiàn)這一潛能，我們需要以數(shù)十年來推動聚變研究的合作精神，建立專門的平臺來管理聚變數(shù)據(jù)。這對于加速聚變能源的部署至關(guān)重要?！?/p>

原子能機構(gòu)的一個協(xié)調(diào)研究項目“人工智能用于聚變”正是致力于此。“人工智能用于聚變”項目通過利用人工智能、機器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，促進創(chuàng)新與合作，以推動聚變?nèi)〉猛黄菩赃M展。來自四大洲11個國家的24家機構(gòu)正在參與該項目?！叭斯ぶ悄芎蜋C器學(xué)習(xí)可以加速聚變研究，助力建成首座此類示范電廠?！甭槭±砉W(xué)院等離子體科學(xué)與聚變中心首席研究科學(xué)家兼團隊負責人Cristina Rea表示，“原子能機構(gòu)已成為這項使命的管理者?！?/p>

“利用聚變能源代表著科學(xué)與工程成就的巔峰?！痹幽軝C構(gòu)物理和化學(xué)科學(xué)司司長Tzanka Kokalova-Wheldon說，“原子能機構(gòu)正在提供必要的數(shù)據(jù)，利用前沿技術(shù)，以及促進伙伴關(guān)系，以幫助開發(fā)和擴大這一終極清潔能源的規(guī)模?！?/p>

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什么是聚變能？

聚變是兩個輕原子核結(jié)合形成一個較重的原子核，同時釋放出大量能量的過程。太陽和所有其他恒星都是通過類似的過程獲得能量的。在地球上，實現(xiàn)聚變需要超過1億攝氏度的高溫，并且必須調(diào)節(jié)壓力和磁力，以使這一過程維持足夠長的時間來產(chǎn)生凈能量。