解鎖清潔能源

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。原子能機構從一開始就支持聚變的研究與發展，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進程。在這些進展的基礎上，原子能機構促進國際合作與協調，以彌合聚變物理、技術和監管方面的差距。這包括收集和共享數據，以支持從聚變過程的科學原理到核電廠的設計和運行等聚變研究的所有階段。

“聚變技術有潛力變革全球能源生產。”原子能機構核電司司長Aline des Cloizeaux說，“聚變能源與先進核裂變技術的部署將確保實現可持續的清潔能源轉型。”

聚變研究與發展的數據支持

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。原子能機構的“碰撞數據庫”（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。

原子能機構的其他數據庫有助于實驗裝置和未來聚變電廠的運行和優化。“等離子體與壁相互作用數據庫”（pwiDB）包含與內壁表面相互作用的數據，而“級聯碰撞分子動力學模擬數據庫”（CascadesDB）和“輻射誘發缺陷計算數據庫”（DeFecTdb）則收集壁內過程的數據。“聚變編評數據庫”（FENDL）存儲了有關等離子體和材料的中子學方面重要核反應數據，這些數據對于安全和廢物評估至關重要。

向實現凈聚變能源邁進

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

原子能機構的“聚變裝置信息系統”（FusDIS）提供了全球范圍內正在運行、建造或處于規劃中的公共和私營聚變裝置的總體概況、技術數據和統計信息。它為聚變能源戰略和決策以及公私合作提供了有益的指導，并且是確定研究趨勢的寶貴工具。“聚變裝置信息系統”可以在原子能機構聚變門戶網站上找到，該網站是原子能機構聚變活動信息的資源中心。

原子能機構還在其CONNECT平臺上開發FUSE系統，以在聚變電廠的設計、制造和建造期間為聚變技術的開發者提供幫助。它將包括一個關于聚變規范和標準的數據庫，以及一個聚變技術和燃料循環數據庫，其中包含正在開發的每個裝置的信息和具體參數。FUSE系統將提高人們對聚變這一快速發展領域最新發展（如衍生技術）的認識。

利用人工智能解鎖聚變潛能

“人工智能是解鎖聚變全部潛能的新鑰匙。它在管理聚變裝置的整個工程過程以及分析這類設施將產生的海量科學工程數據方面具有潛在的重大優勢。”國際熱核聚變實驗堆組織副總干事兼首席科學家Alain Becoulet表示，“為了實現這一潛能，我們需要以數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據。這對于加速聚變能源的部署至關重要。”

原子能機構的一個協調研究項目“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、機器學習和大數據技術，促進創新與合作，以推動聚變取得突破性進展。來自四大洲11個國家的24家機構正在參與該項目。“人工智能和機器學習可以加速聚變研究，助力建成首座此類示范電廠。”麻省理工學院等離子體科學與聚變中心首席研究科學家兼團隊負責人Cristina Rea表示，“原子能機構已成為這項使命的管理者。”

“利用聚變能源代表著科學與工程成就的巔峰。”原子能機構物理和化學科學司司長Tzanka Kokalova-Wheldon說，“原子能機構正在提供必要的數據，利用前沿技術，以及促進伙伴關系，以幫助開發和擴大這一終極清潔能源的規模。”

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什么是聚變能？

聚變是兩個輕原子核結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，實現聚變需要超過1億攝氏度的高溫，并且必須調節壓力和磁力，以使這一過程維持足夠長的時間來產生凈能量。