通過商業聚變利用核聚變豐富的能源潛力的前景,需要更好地了解等離子體(過熱電離氣體)和開發高性能反應堆材料。國際原子能機構數據庫通過支持科學家研究等離子體行為并對聚變能研究中所用材料的特性進行建模,正在助力推進研究,以最終實現商業規模的能源生產。
發展聚變能的核心是實現并維
持“聚變點火”——即聚變反應由自身產生的能量維持的那個點——所需的極端條件。這要求把實現反應所用的等離子體燃料在一個空間內約束足夠長的時間,以形成聚變,并自加熱到自持。
點火也要求工程師開發高性能的反應堆壁材料,能夠承受以釋放的熱量和中子形式存在的穩定能量通量。這種能量會加熱反應堆壁,而中子轟擊會導致材料損壞——破壞反應堆壁材料的完整性,或導致材料濺射返回等離子體并冷卻它。
反應堆的材料還應該盡可能少地吸收氚——聚變燃料的氫同位素之一。吸收的氚燃料是反應的燃料損失。但更重要的是,氚具有放射性,為了盡量減少最終產生的核廢物數量和放射毒性,反應堆壁最好不要吸收氚并在這個過程中變得具有放射性。