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新泽西州普拉斯博罗 - 隐藏在距离普林斯顿大学主校区两英里的树林里,坐落着一座白色的单调建筑,很容易被误认为是仓库里面是常春藤联盟学校最昂贵的实验之一:一个22英尺高的金属球体,被Crayola包围着 - 彩色磁铁大约六个蓝色光束水平环绕球体,而另一组红色,从地板垂直上升以包裹装置,就像手指抓着球去年秋天,建筑工人忙着完成另一个磁铁的升级,这一个突然穿过球体的中心,像罗马柱一样在最近的11月下午,实验室的工程主管迈克尔威廉姆斯穿过工人和不锈钢脚手架,以获得更好的观点“融合是一种昂贵的科学,因为你正试图在一个瓶子里建造一个太阳,“威廉姆斯说,这项在新泽西森林的努力,被称为国家球形圆环实验,是为了研究等离子体的物理学,希望有一天人类将能够利用一种新的能源来源基于对恒星的反应该项目已关闭两年进行升级,将使其功率加倍改善成本94美元与美国能源部的普林斯顿等离子体物理实验室的其他部分一样,付出的费用可能会令人印象深刻,这个实验与曾经站在那里的实验相比很小,当时在走到在他的办公室里,威廉姆斯在国家球形圆环实验大楼上指出了一个标语,上面写着“TFTR”

缩写代表托卡马克融合测试反应堆,这是一个更大,更有希望的融合实验,在20世纪90年代中期被废弃了“我保留告诉他们把它拿下来,“他说美国能源部的磁融合计划的历史充满了半完成的实验和从未实现的想法目前,所有融合中最雄心勃勃的项目工作是国际热核实验反应堆,或ITER,由欧盟和其他六个国家支持的合作科学努力,包括美国一旦它在法国南部建成,ITER将成为有史以来最大的聚变反应堆该项目的计划相形见绌三个类似的美国融合实验,包括在普林斯顿大学的一个实验,无论是规模还是费用,但是ITER因为建筑延迟和膨胀成本而大幅下滑,美国物理学家越来越担心他们在国内的工作,如国家球形圆环实验,将会是为国际项目提供资金支持他们认为国内研究对于理解某些聚变反应中使用的等离子体的性质至关重要 - 甚至对于建立ITER等设施至关重要同时,批评者将磁聚变研究视为浪费金钱的东西永远不会像太阳能和风能等方法那样廉价地产生能量在参观设施后,威廉姆斯回到了他的办公室,我和他的老板斯图尔特普拉格会面,普林斯顿实验室的负责人坐在一个俯瞰树林的整洁的玻璃镶板办公室里,他回忆起一个关于融合的老笑话 - 它“30年前离开了30年,现在已经过了30年” - 并解释了为什么这个问题得到了解决“该领域真正的先驱并没有完全理解科学问题会有多么艰难,”他说但随后他补充道:“即使这样说过,如果你回顾过去的文件,他们会说出要花多少钱

这笔钱从来没有交付过”融合科学家提出了一个令人难以置信的主张:我们可以为我们的城市供电他们说,用微型,真空密封的恒星据研究它的人说,聚变能的好处,如果它实现了,将是巨大的它不需要从地面吸取碳燃料 - 从海水收集的氢 - 取之不尽,用之不竭,它不会释放出温暖的气体与目前在核电站中使用的表兄裂变不同,聚变产生的放射性废物很少,它所生产的产品可以通过反应堆回收

许多美国物理学家告诉它,唯一的障碍就是需要数十亿美元在第一个商业上可行的功率产生之前,研究人员感叹美国的事实 没有明确表示何时希望融合融合的时间,而中国和韩国已经制定了在2040年代融合在线的时间表

所谓的磁约束聚变反应堆可以通过旋转氢气云直到达到几百万摄氏度 - 此时它会如此热,以至于没有已知的材料可以包含它相反,真空中的高功率磁体将包围氢等离子体环以足够的热量和压力旋转,带正电的氢原子剥离它们的电子,就会开始克服它们通常的分离趋势

它们会熔化成氦气,吐出额外的中子当这些中子嵌入周围的锂层时,它们会将它加热到足以使水沸腾,旋转涡轮机并制造电力长期目标是创造一种自我维持的反应,产生的能量超过20世纪70年代石油短缺启动联邦资助的融合研究h当中东的石油泵国在1973年关闭龙头,然后在1979年再次关闭时,包括美国在内的世界大部分地区都被天然气短缺和高价格所困扰美国人等待一英里长的线路来填补他们的需求坦克,国家有兴趣寻找替代石油的任何燃料危机促使国会和总统吉米卡特创建能源部,该部立即开始将资金引入替代能源计划,包括融合到70年代末,实验反应堆正在麻省理工学院和普林斯顿大学建造 - 包括后者的托卡马克融合试验反应堆,“TFTR”,其过时的标志迈克尔威廉姆斯现在走过调整通货膨胀,美国每年花费超过10亿美元根据能源部收集的数据显示1977年的磁约束聚变研究,Fusion Power Associates是一个促进聚变研究的非营利组织

时间罗纳德里根于1980年当选总统,天然气价格已经下降削减政府开支,里根和他在国会的共和党同事收紧了对融合和其他替代能源研究的资金“共和党人讨厌能源部因为他们乱搞与私营部门能源业务合作,“史蒂夫迪恩说,他是前能源部官员,曾在20世纪70年代监督聚变实验,现在经营Fusion Power Associates 1984年,然而,随着冷战解冻,里根与苏联达成协议与欧洲和日本一起,资助和建设将成为ITER印度,中国和韩国也将最终签约

即使在美国资金下滑的情况下,70年代的投资开始得到回报1994年,普林斯顿的TFTR产生了当时创纪录的10兆瓦,足够的能量让3000个家庭保持良好状态,持续近一秒实际上,不到一秒钟的功率就是ab专家们说,融合研究只能在几代科学家的宝宝步骤中推进,他们的目标是建立一个能够维持血浆一秒钟的数百万美元的反应堆

然后,也许在十年之内实现他们的目标是建造另一个让等离子体保持一分钟的反应堆

这是创造一种无限期持续反应的艰苦步骤的一部分“人们会期望这些突破性的结果导致高潮美国的融资基金,“普林斯顿实验室的前副主任Dale Meade在给HuffPost的电子邮件中说道

”它没有“几个月之后,在华盛顿特区,然后是Rep Newt Gingrich(R-Ga)作为众议院议长,GOP领导的国会很快再次削减开支以平衡联邦预算“很多人失去工作并被淘汰出局,”Raymond Fonck说

一个n威斯康星大学的实验性融合物理学家在TFTR做了一些工作“有些人厌恶地离开了这个领域”一夜之间,磁力聚变研究的资金下降了33% - 今天的美元约为1.73亿美元普林斯顿的TFTR被关闭计划TFTR所在的新机器被无限期推迟(今天,国家球形圆环实验站在那个地方)和美国 退出协议以帮助资助ITER,理由是成本问题 - 仅在几年后重新加入磁力融合计划“从未真正从预算削减中恢复过来,”Meade表示,由于可用资金减少,能源部继续推进在普林斯顿大学资助了一个较便宜的实验,成为国家球形圆环实验,于1999年开始运作

欧洲一直保持其磁融合计划,中国和韩国各自开始自己的计划(实际上,报废的设计)美国的实验最终被纳入两国建造的反应堆中

磁性聚变研究人员在2014财政年度从联邦政府获得了5.05亿美元 - 大约是他们过去获得的一半,经过通货膨胀调整后,大约2亿美元的海外市场出国帮助建立ITER即使在20世纪80年代以来的低迷时期,批评人士仍然表示,由于尚未建立生态环境,该计划获得了太多资金非常可行的反应堆“磁聚变能源计划是这些计划中的一种,它像钟表机构那样获得稳定的资金流,尽管它可能不会以不变的美元基础获得它曾经的资产,”前高级政策顾问罗伯特·阿尔瓦雷斯说

现在在华盛顿智库政策研究所工作的能源部“但它仍然在能源研究和开发组合中投入大量资金你必须问自己:什么时候钓鱼或切割这个诱饵

“阿尔瓦雷斯和其他怀疑论者认为磁融合永远不会足够便宜,无法与其他可持续能源竞争,因为新的聚变反应堆需要数十亿美元才能建成,几十年才能完成“流行价值100到200亿美元,它不会放贷“自然资源保护委员会的顾问托马斯科克兰说:”他说,“最接近技术的人”无法看到死胡同,而磁性融合的资金却被削减了

90年代,一种称为惯性约束聚变的替代融合形式的资金实现了巨大飞跃在美国签署禁止核武器试验条约后,国会支付了在旧金山以东40英里处建造世界上最大激光的费用

用足够的热量和压力压缩氢气颗粒,使其原子融合成氦气

基于激光的融合方法旨在提供潜在的新能源和开发氢弹的方法没有真正搞砸任何事情早年,它并没有完全没有问题在落后五年之后,超过预算三次,未能实现2012年产生自我维持反应的目标激光被评论家称为惨败最后,尽管如此,实验室能够在2013年产生其第一次重大的聚变反应尽管磁融合更进一步,惯性约束的失误可能使所有的聚变研究都成为黑眼圈的磁性融合,能源部今天又受到预算限制今天落后于计划11年落后于分散管理,ITER变得越来越昂贵美国有义务资助约9%的项目,而曾经10亿美元的承诺是超过40亿美元的标志随着国会陷入僵局,资金必须来自部门内部10月份,能源部咨询委员会提出关闭麻省理工学院聚变反应堆的想法,并在必要时关闭美国其他两个实验反应堆中的一个(普林斯顿大学或圣地亚哥通用原子公司的反应堆),尽管决议是该决定引起了许多融合物理学家的愤怒

五十位专家签署了一封致该部门的强烈信函,称“指导本报告的潜在战略愿景存在缺陷”,美国能源部致力于为其融合研究人员创造机会

在未来十年及以后的强有力的领导,“能源部负责监管融合资金的副主任Ed Synakowski表示,虽然该部门提议关闭麻省理工学院实验室,但它将关闭其他两个反应堆之一可怕的预算条件今年早些时候,奥巴马政府将麻省理工学院的反应堆定为关闭 马萨诸塞州政界人士进行的积极游说努力是唯一让它保持开放的事情

可能的关闭使得融合社区处于边缘地位但有些人更担心的是,解决这一多代问题所需的年轻科学家需要改为对于那些资金更充足,更稳定的学科的职业生涯“老一辈,”Fonck说,“我们担心年轻一代会说'嗯,这个领域没有工作'”

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