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10月31日,Interesting Engineering发表文章《US fusion reactors to become better with Birdshot AI for 'first wall'》,报道了美国德克萨斯农工大学(Texas A&M,TAMU)的研究团队正利用Birdshot AI工具模拟筛选数百种第一壁材料。
TAMU已经从美国能源部高级研究计划局能源(ARPA-E)获得了236万美元的资金支持,目标借助AI寻找更新更好的能够用于建造核聚变电厂“第一壁”材料。
该项目由TAMU材料科学与工程系的Raymundo Arróyave领导,Ibrahim Karaman、George Pharr、Lin Shao和Kelvin Xie一同参与工作。研究团队成员还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory,LANL)的Danny Perez和橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)的Tim Graening等等。
寻找核聚变发电厂“第一壁”的新材料
“第一壁”是核聚变电厂反应堆的一个组成部分。它是反应堆产生能量时面向等离子体的最内层表面。因此,建造更好的第一壁有助于提高反应堆的性能,也会影响其整体寿命,也将大大有助于实现商业聚变能源。
第一壁的强度和寿命对未来聚变电厂的使用寿命至关重要,有可能降低运营成本。TAMU的研究人员表示他们将利用合成、辐照和测试设施,以及通过机器学习增强的先进计算机模拟,进行高影响力的材料发现活动。
Birdshot AI和CHADWICK计划
CHADWICK计划旨在将寻求发现变革性的第一壁材料,这些材料将在聚变发电厂40年的设计寿命内保持性能。CHADWICK计划的目标是刺激新材料的创新和生产,这些新材料可以在照射后保持室温延展性、高导热性、低活化性、尺寸稳定性、氚保留和低等离子体侵蚀。该计划超越了已知合金的优化,通过重新构想聚变材料的可能性,对新材料化学和制造工艺进行了全面、广泛的调查和分析。CHADWICK计划包括三个技术类别:
-A类项目将针对面向等离子的组件材料
-B类团队将验证结构材料
-C类项目将支持分析并促进与A类和/或B类团队的最终用户的沟通。
如果成功,CHADWICK计划开发的新材料可以将第一壁的使用寿命延长10 倍。这些材料对于部署持续和经济的聚变能可能是必不可少的。
参考链接:
https://interestingengineering.com/energy/us-tamu-ai-find-first-wall-material-nuclear-fusion-plant
https://arpa-e.energy.gov/technologies/programs/chadwick
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