UCLA将参与美国能源部4200万美元项目，利用3D打印技术推进核聚变净能量增益

2023年12月25日，南极熊获悉，加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 宣布，该校已加入一个由能源部资助、耗资4200万美元（约合2.9亿人民币）的跨机构、多学科项目，旨在推进基础惯性聚变能源研究。这一项目涉及三个主要中心，分别位于科罗拉多州立大学（CSU）、罗切斯特大学（UR）和劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL），后者在去年12月实现了一个重大突破，首次实现了聚变反应的净能量增益（net energy gain），证明了聚变能够成为可用能源。

△合作开发一种可持续的聚变清洁能源

在这一项目中，加州大学洛杉矶分校的物理学家、工程师和材料科学家将与劳伦斯利弗莫尔和罗切斯特大学的研究团队紧密合作。聚变过程中，两种氢同位素在高温等离子体状态下结合，释放巨大能量。这一过程是太阳和其它恒星的能量来源，与当前核反应堆使用的核裂变不同，聚变不会产生长寿命放射性废物，因此具有提供大量、可靠且无碳排放能源的潜力。

这些中心的目标是在未来十年内，展示多种聚变发电厂的概念验证，作为实现政府雄心勃勃的气候和能源目标的一部分。加州大学洛杉矶分校的物理学家Chris Niemann、Derek Schaeffer和Troy Carter获得了50万美元资金，用于人才培养工作。他们将创建新的惯性约束聚变能源课程，包括关键物理和诊断概念的课程，并在该校举办暑期学校，培训本科生和早期研究生关于激光驱动聚变的理论和实践。

△NIF的科学家们在聚变反应中实现了“净增益”，即产生的能量超过了过程消耗的能量，并且可以短暂地维持自身

项目由多学科共同合作

此外，材料科学家Morris Wang获得了40万美元（约合285万人民币）资金，与通用原子公司和劳伦斯利弗莫尔国家实验室合作，利用最先进的增材制造技术，率先开发和制造燃料芯块或在惯性聚变能方面取得突破，实现精密和大批量生产。该小组还将开发用于检查缺陷和筛选目标的无损技术。

正在从事罗切斯特大学领导的宽带激光-等离子体相互作用研究。他们将获得84万美元，用于开发和使用其先进的模拟软件，帮助开发直驱惯性聚变能激光系统。该中心的其他合作伙伴包括内布拉斯加大学、Ergodic LLC和Xcimer Energy Corp.

物理学教授Paulo Alves和Warren Mori（同时任电气和计算机工程专业教授）正在从事罗切斯特大学领导的宽带激光-等离子体相互作用研究。他们将获得84万美元用于开发和使用先进的模拟软件，以帮助开发直接驱动惯性聚变能激光系统。该中心的其它合作伙伴包括内布拉斯加大学和两家机构Ergodic LLC和Xcimer Energy Corp。

最近，英国原子能管理局（UKAEA）还向伯明翰大学的FATHOM2项目授予了150万英镑资金，用于利用增材制造进行聚变能研究，进一步推动这一领域的发展。这些努力对于3D打印来说，无疑是一个激动人心的进展。