解锁清洁能源

聚变是一种前景光明的清洁能源解决方案，因为这一过程不产生碳、具有固有安全，并且能提供源源不断、近乎无限的燃料。原子能机构从一开始就支持聚变的研究与发展，并于1961年组织了第一次国际聚变能源会议。最近，聚变研究取得的突破加速了公共和私营部门的开发进程。在这些进展的基础上，原子能机构促进国际合作与协调，以弥合聚变物理、技术和监管方面的差距。这包括收集和共享数据，以支持从聚变过程的科学原理到核电厂的设计和运行等聚变研究的所有阶段。

“聚变技术有潜力变革全球能源生产。”原子能机构核电司司长Aline des Cloizeaux说，“聚变能源与先进核裂变技术的部署将确保实现可持续的清洁能源转型。”

聚变研究与发展的数据支持

聚变的燃料是轻同位素，这些轻同位素会形成等离子体——一种炽热的、带电的气体，具有与固体、液体和气体不同的独特性质。原子能机构的“碰撞数据库”（CollisionDB）专门用于记录原子和分子过程，它为推进等离子体运行场景和诊断研究提供支持，从而加深对等离子体碰撞过程的了解。

原子能机构的其他数据库有助于实验装置和未来聚变电厂的运行和优化。“等离子体与壁相互作用数据库”（pwiDB）包含与内壁表面相互作用的数据，而“级联碰撞分子动力学模拟数据库”（CascadesDB）和“辐射诱发缺陷计算数据库”（DeFecTdb）则收集壁内过程的数据。“聚变编评数据库”（FENDL）存储了有关等离子体和材料的中子学方面重要核反应数据，这些数据对于安全和废物评估至关重要。

向实现净聚变能源迈进

世界各地的科学家和工程师不断开发和测试新材料，设计新技术，以产生净聚变能源。虽然实验通常能够达到非常接近聚变能源系统所需的条件，但仍需要改进，以维持反应并持续产生能量。公共和私营聚变组织正朝着这一目标迅速取得进展。

原子能机构的“聚变装置信息系统”（FusDIS）提供了全球范围内正在运行、建造或处于规划中的公共和私营聚变装置的总体概况、技术数据和统计信息。它为聚变能源战略和决策以及公私合作提供了有益的指导，并且是确定研究趋势的宝贵工具。“聚变装置信息系统”可以在原子能机构聚变门户网站上找到，该网站是原子能机构聚变活动信息的资源中心。

原子能机构还在其CONNECT平台上开发FUSE系统，以在聚变电厂的设计、制造和建造期间为聚变技术的开发者提供帮助。它将包括一个关于聚变规范和标准的数据库，以及一个聚变技术和燃料循环数据库，其中包含正在开发的每个装置的信息和具体参数。FUSE系统将提高人们对聚变这一快速发展领域最新发展（如衍生技术）的认识。

利用人工智能解锁聚变潜能

“人工智能是解锁聚变全部潜能的新钥匙。它在管理聚变装置的整个工程过程以及分析这类设施将产生的海量科学工程数据方面具有潜在的重大优势。”国际热核聚变实验堆组织副总干事兼首席科学家Alain Becoulet表示，“为了实现这一潜能，我们需要以数十年来推动聚变研究的合作精神，建立专门的平台来管理聚变数据。这对于加速聚变能源的部署至关重要。”

原子能机构的一个协调研究项目“人工智能用于聚变”正是致力于此。“人工智能用于聚变”项目通过利用人工智能、机器学习和大数据技术，促进创新与合作，以推动聚变取得突破性进展。来自四大洲11个国家的24家机构正在参与该项目。“人工智能和机器学习可以加速聚变研究，助力建成首座此类示范电厂。”麻省理工学院等离子体科学与聚变中心首席研究科学家兼团队负责人Cristina Rea表示，“原子能机构已成为这项使命的管理者。”

“利用聚变能源代表着科学与工程成就的巅峰。”原子能机构物理和化学科学司司长Tzanka Kokalova-Wheldon说，“原子能机构正在提供必要的数据，利用前沿技术，以及促进伙伴关系，以帮助开发和扩大这一终极清洁能源的规模。”

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什么是聚变能？

聚变是两个轻原子核结合形成一个较重的原子核，同时释放出大量能量的过程。太阳和所有其他恒星都是通过类似的过程获得能量的。在地球上，实现聚变需要超过1亿摄氏度的高温，并且必须调节压力和磁力，以使这一过程维持足够长的时间来产生净能量。