继2022年劳伦斯-利弗莫尔国家实验室的核聚变实验里程碑之后，美国能源部正在建立新的科研中心，以便激励私营部门在激光驱动氢燃料压缩上取得进展。
2023年5月，美国能源部长珍妮弗?·格兰霍姆（JenniferGranholm，中）在劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）讲话，祝贺该实验室实现核聚变“点火”。站在她身旁的是众议院科学委员会高级委员佐伊?·洛夫格伦（Zoe Lofgren，左）和LLNL主任金?·布迪尔（Kim Budil）
2023年5月，美国能源部聚变能科学项目宣布公开征集专注于惯性聚变能（IFE）的提案。几十年来，美国能源部一直支持通过压缩小型氢燃料标靶来诱发核聚变的研究，不过那是通过核武器研究项目来实现的。去年劳伦斯-利弗莫尔国家实验室在激光核聚变点火实验取得成功之后，人们对资助能源生成技术研发的兴趣增加不少。
美国能源部预计将通过公开征集给予总共4500万美元的资助金，建立一系列IFE科学技术创新中心，这些中心在4年之内，每年会收到200万至400万美元的资助。能源部领导人提醒说，判定IFE能否成为一个实用的能量来源很可能需要用上几十年时间，能源部的公开征集相应地规定研究中心的提案要聚焦于基础研究。
IFE倡议是聚变能源科学计划的一部分，该计划正在为建造一个试验性发电厂铺平道路。譬如，计划正在通过一个全新的“以里程碑为基础”的募资倡议来加大私营核聚变企业对投资的支持。此举刚刚授予了8笔资助金来支持试验性核聚变工厂的各个构想，其中包括两个IFE构想，并许诺随着收到资助的公司取得进展，会给予他们更高金额的资助。然而，考虑到近期有关联邦支出上的协商方向，美国国会到底会提供多少资金来推进科研？这点应该提出疑问。
核聚变科研资金的新推动力
通过能源部最新的IFE资助金来资助研究中心将涉及几个目标，譬如深化对于燃料标靶物理学的认识，改善制造标靶的方法和迅速让光束聚焦于标靶的方法。其他目标包括改善激光发射器和其他核聚变驱动器的“可伸缩性、模块性、存活性、紧凑性和成本”，以及进行验证“大规模设施上的高增益标靶设计”的实验。
研究中心被进一步期望通过实习和交换方案来为培养IFE劳动力作出贡献。每份研究中心提案可能包括多家机构，但会有一家机构充当领导者，该机构必须以美国为基地，并已经在惯性核聚变方法上“展现经验”。
美国能源部的公开征集是一项名为“IFE科学技术加速研究（IFE-STAR）”的新举措的第一步，该举措履行了《2018年能源部研究和创新法案》中的国会指示。美国国会已经要求能源部每年在IFE上花费2500万美元，同时为核聚变能源科学计划整体设立10亿美元以上的拨款目标。今年，美国国会已经给该计划拨款7.63亿美元。
除了国会的指示外，2013年美国国家科学院的一份报告将点火里程碑确定为发起“全国性、相互协调、基础广泛”的IFE项目的最佳时机，这一事实也增加了美国能源部支持IFE项目的动力。在最初提出仅仅拨款300万美元之后，美国能源部在本财年将给IFE调拨最高达到1000万美元的资金，但能源部打算让拨款保持在相对有限的规模，要求在2024财年给付1500万美元，作为整个聚变能科学计划所要求的超过10亿美元拨款的一部分。
国会推动核聚变技术发展
批准IFE项目是美国国会为聚变能科学勾勒出的更宽泛方向转变的一部分。推动的其他举措包括基于里程碑的项目、扩大未来核聚变反应堆所用材料的研发工作，以及对于脱离基于托卡马克的聚变能生成主流方法的另类构想的支持。
美国国会对这种研究方向变化的高层支持者之中，有一位是众议院科学委员会高级委员洛夫格伦，她的选区靠近利弗莫尔，她也一直在督促能源部加速实施新的核聚变研究。在近期的一次听证会上，洛夫格伦称赞能源部的10亿美元拨款要求和IFE公开征集。能源部长格兰霍姆是在一次劳伦斯-利弗莫尔国家实验室庆祝实现激光核聚变的活动上宣布上述举措的。洛夫格伦说：“我只是在寻思，既然我们已经成功实现点火，我们是否应该在该领域的研发上想得更广阔。”
新进入国会的能源小组委员会主席布兰登?·威廉斯（BrandonWilliams）也提出核聚变需要更多联邦资金。他说道：“在我看来，商业合作伙伴、私营合作伙伴在核聚变产业中似乎已经被落在后头，相比于其他能源，他们得到的联邦资金并不充足。”
补充私营资本的里程碑项目
根据核聚变产业协会的数据，目前核聚变领域的私营投资远远超出联邦的支持，到2022年为止总计达到47亿美元。能源部的基于里程碑项目是该部门支持私营企业的首个主要举措，最初的拨款总计4600万美元，涵盖8家公司。其中一家企业联邦聚变系统公司已从风险投资基金募集到超过20亿美元，计划建造一台紧凑型托卡马克装置，先实现点火，再演变为一台发电反应堆。另一笔拨款流向英国公司托卡马克能源的美国子公司。托卡马克能源公司和联邦聚变系统公司相似，正在迅速推进紧凑型托卡马克装置的设计研发工作。
其他6家收到拨款的公司的核聚变构想研发进度较慢，其中包括致力于IFE设计方案的Xcimer能源公司和聚焦能源公司。两笔拨款流向仿星器构想，仿星器与托卡马克装置类似，但使用更加复杂的几何构造。剩下的两笔拨款支持了一个Z-箍缩（Z-pinch）系统和一个“紧凑型磁性镜”方法。格兰霍姆在宣布这些拨款时说道：“通过资助这些丰富多样的科研项目，我们的最终目标是想让最好的解决方法登上顶峰，帮助我们绘制出清晰的前进路线，将清洁的聚变能带给美国的千家万户和企业。”
能源部已经要求在2024财年对于私营-公共聚变投资的支持资金增加到1.35亿美元，主要是为了进一步支持那些公司实现新的技术和方案里程碑。
尽管有着国会对聚变能的支持，但在近期的美国债务上限谈判中，这种资金增长不太可能实现，协商的结果是共和党和民主党同意在今后两年保持非国防类可自由支配支出基本持平。
资料来源 Physics Today