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11月12日，日本宣布聚变能源示范电厂项目FAST(Fusion by Advanced Superconducting Tokamak)正式启动，预计将在2025年完成初步设计，2030年代末进行发电示范。
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项目背景
目前全球运行的核聚变实验已经部分实现了中等脉冲等离子体放电，这在一定程度上降低了等离子体约束与控制风险，但在利用能量传输进行持续外部使用、建立氚燃料循环（包括氚的增殖）以及商业化聚变电厂技术整合方面，仍然存在关键障碍。基于此，FAST旨在通过提供一个全面独特的平台来开发适用于全球实际核聚变电厂的技术，包括示范装置（DEMO）和聚变试验工厂（FPPs）。项目依托日本强大的核聚变科学和高科技制造基础，将推动整个核聚变能源供应链的成熟，提供关键进展，为未来几十年的核聚变能源行业铺平道路。FAST有望成为实现核聚变能源的关键一步，并将显著增强核聚变技术的产业化。FAST项目选址工作已启动，主管部门还将组织一个由等离子体研究人员与聚变电厂工程研究人员组成的概念设计团队，2025年内完成初步设计，并在之后的详细设计阶段，结合内外部环境（技术、资金、法规和政策）进行可行性评估，计划2030年代末展示聚变发电。![]()
FAST项目并不以高Q值为目标，旨在通过产生、维持氘氚反应的等离子体来展示一个集成的核聚变能源系统，并解决在通往商业核聚变电厂的道路上四项技术挑战：
D-T聚变反应：产生、维持和控制一个持续驱动的氘氚（D-T）等离子体，通过聚变反应实现可用于组件测试的中子通量的最大化。
- 能量转换：开发能够实现高效提取和利用核聚变能量的技术，包括发电。
- 氚增殖和燃料循环：展示一个封闭的D-T燃料循环，包括氚的增殖和提取、加工和重新装填。
- 聚变系统集成：完全整合所有核聚变电厂系统，包括能量提取和利用、热管理和安全协议，以确保可靠和可持续的运营。
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FAST项目还将利用低纵横比托卡马克设计和高温超导（HTS）线圈，以紧凑的设计确保能够在降低成本的同时缩短建设时间。项目希望实现50-100MW的发电和1,000秒的D-T聚变燃烧放电持续时间，并希望在未来能够实现1,000小时的全功率操作，其高温包层还能支持测试热能和中子的多种用途。关键设计参数为：大半径2-3m，小半径1-1.5m，磁场强度3-4.5T，等离子体电流6-10MA，计划采用NBI、ECH两种外部加热方法。![]()
FAST计划对全球核聚变能源格局产生重大影响，已集聚了来自东京大学、东北大学、名古屋大学、东京科学研究所、普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）、加拿大核实验室（CNL）等国内外高校、科研机构的研究人员，并与Kyoto Fusioneering、Tokamak Energy、General Atomics、Fusion Fuel Cycles等行业知名企业达成合作。项目的关键系统、工程设计、选址及监管方面的工作将由Kyoto Fusioneering领导，合作伙伴包括三井物产（MITSUI）、三井不动产（Mitsui Fudosan）、三菱商事（Mitsubishi）、丸红（Marubeni）、藤仓（Fujikura ）、鹿岛建设（Kajima）、古河电工（Furukawa Electric）等日本知名企业。当前，美国、英国和中国等国家在聚变能工业化方面已取得重大进展，日本正在通过聚变能源创新战略加速发展，旨在到2030年代末展示聚变发电。FAST 还致力于为下一个全球聚变里程碑做出贡献，支持国际社会加速全球聚变能部署的努力。
参考链接：
- https://www.fast-pj.com/en/post/fusion-energy-power-generation-demonstration-project-fast-launched-in-japan
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