多种技术路线并举,日本宣布向国内三大科研机构追加100亿日元投资

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昨天我们报道了日本计划向国际核聚变材料辐照设施(IFMIF-DONES)项目投入3500万欧元,与西班牙合作开发、测试耐极端环境的反应堆用先进材料。而仅隔一天,日本文部科学省和内阁府就宣布计划向国内三大核聚变研究机构投入100亿日元(约合6900万美元),以加速核聚变相关研究,目标是在2030年代实现核聚变商业化应用。

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这三家机构涵盖了托卡马克、仿星器与激光聚变三条技术线路。

一、托卡马克技术路线代表—QST

日本量子科学技术研究开发机构(QST):2016年应推进量子科学技术研究开发需要,由原日本国立放射线医学综合研究所(National Institute of Radiological Sciences,NIRS)与日本原子能机构(Japan Atomic Energy Agency,JAEA)的核聚变部门、量子部门、材料部门合并而设立。QST下属的7个研究所中,有两个从事核聚变相关研究,分别是那珂聚变科学技术研究所(负责运营管理全球最大在运托卡马克装置JT-60SA)和六所村聚变能研究所(参与IFMIF项目)。

二、仿星器技术路线代表—NIFS

日本国立核融合科学研究所(NIFS):成立于1989年,致力于通过提供大型研究设施和各类研究设备,促进与国内外大学和研究所在核聚变相关领域的联合研究,从而加快聚变科学的发展。NIFS拥有全球第二大超导仿星器装置—大型螺旋装置LHD,仅次于德国马普等离子体物理研究所(IPP)的W7-X装置。NIFS孵化日本当前唯一的一家仿星器商业化公司—Helical Fusion。

三、激光聚变技术路线代表—ILE

大阪大学激光工程研究所(ILE):是国际激光聚变研究的重要中心,尤其在快速点火(Fast Ignition)领域具有领先地位。自1997年起,该所就开始系统研究超短脉冲(皮秒级)拍瓦激光对高密度燃料的加热机制。2002年概念验证实验后,ILE主导启动了快速点火实现实验项目(FIREX),旨在通过加热激光器LFEX验证快速点火的可行。这一方案为解决传统惯性约束聚变中热斑坍塌问题提供了新思路。ILE代表性装置还包括了GEKKO XII激光系统。

本次投资计划由日本文部科学省和内阁府发起,以提升这三个研究所的研究能力。具体来说,这笔资金将用于制造设备,以检查将核聚变产生的能量转化为热量的设备的耐用性。他们还将用于改进用于加热核燃料的激光设备。

日本还计划将这三个研究所打造成企业、政府和学术界合作的基地,将向私营部门开放这些研究所的升级设施,从而为私营公司进行长期参与核聚变反应提供保障。

这一系列举措,表明了日本政府正加快推进核聚变相关研究,以期尽快将这三种类型的聚变反应堆投入实际使用。

参考资料:

  • https://japannews.yomiuri.co.jp/science-nature/technology/20250520-255367/
  • https://www.ile.osaka-u.ac.jp/eng/facilities/gxii/index.html