东京工业大学(Tokyo Tech)和EX-Fusion公司(EX-Fusion Inc.)建立了一个合作研究集群，专注于推进液态金属器件[1]，以实现商业激光聚变反应堆[2](图1)。10月11日举行了正式确立这一伙伴关系的签字仪式，标志着双方共同努力的正式开始。
图1所示。商用激光聚变反应堆的概念设计
签约仪式
在东京工业大学开放创新平台的支持下，建立了“EX-Fusion液态金属合作研究集群”。它旨在为研究管理、知识产权策略和商业化提供支持，最终目标是促进合作研究集群的研究成果在社会上得到实施。
在对不排放温室气体的能源供应的迫切需求中，激光聚变反应堆作为一种可持续能源在全球获得了很高的期望。核聚变反应是一种自然现象，通过这种反应，太阳像所有其他恒星一样，产生巨大的能量，包括原子核(如氢)在高温高压条件下的聚变，将它们转化为更重的原子核(如氦)。另一方面，激光聚变是一种通过用激光照射燃料来诱导核聚变反应，从而产生能量的技术。利用海水资源，提供了一种安全、可持续的能源供应选择。此外，它具有灵活适应电力需求波动的能力，从长远来看，预计它将成为推动脱碳的关键参与者。然而，尽管世界各地正在进行大量的研究和开发工作，以解决技术挑战和提高能源效率，但截至目前，商用激光聚变反应堆尚未实现。
通过开发激光聚变反应堆的EX-Fusion和进行液态金属流体相关学术研究的东京工业大学之间的合作研究，合作研究集群的目标是构建适合激光聚变反应堆的液体燃料包层的概念。它还将开发必要的液体毛毯组件技术，同时广泛开展联合研究，设计毛毯模型回路[3]。从这项合作研究中获得的见解和液态金属技术小组预计不仅在聚变领域有用，而且在液态金属反射镜和环境净化技术等广泛领域也有用。EX-Fusion是一家新兴公司，开发激光聚变反应堆的关键技术，包括激光器和燃料靶。它被日本主要经济杂志《东洋经济》评为2023年“100家杰出企业”之一。通过EX-Fusion和东京工业大学之间的合作，东京工业大学在使用液态金属流体的能量转换系统研究方面处于领先地位，他们计划共同解决如此广泛的技术应用，旨在最大限度地实现这些技术的社会实施。
实现商用激光聚变反应堆的液态金属器件研究进展
协作研究集群将利用东京工业大学积累的技术专长，加强对商业反应堆运行至关重要的高纯度液态锂铅燃料增殖材料的大规模合成技术[4]。它还将开发应用液态金属技术的激光照射系统的最终光学系统[5]。通过整合这些技术，合作研究集群将设计一个覆盖式模型循环。此外，还将考虑将本次合作研究开发的液态金属技术应用于深空探测低熔点金属反射镜[6]和海水淡化等环境净化技术。通过合作，正在开发激光聚变反应堆开发的激光和燃料靶技术的EX-Fusion和正在研究使用液态金属流体的能量转换系统的东京工业大学旨在加速激光聚变能源的早期实现。
EX-Fusion液态金属协同研究集群
冈山校区北2号楼274室
2023年10月1日至2026年9月30日
近藤正敏(创新研究所副教授)-集群主任
Kazuki Matsuo(前fusion Corporation总裁兼首席执行官)-副集群总监
森喜孝(EX-Fusion Corporation首席技术官)
液体me的发展用于激光聚变反应堆和co的铝包层考虑液体me的应用将技术应用于环境nmental净化
综合性的公司整个激光聚变反应堆的概念设计及腔室和光学系统的规格制定
1.
研发公司
关于公司
激光聚变反应堆用液体燃料增殖毯的概念
2.
激光聚变反应堆液体燃料增殖材料高纯合成技术的研究与开发
3.
激光聚变反应堆最终光学系统的研究与开发
4.
环境研究与发展
利用液体净化技术
联业制衣技术
在接下来的三年里，合作研究集群的目标是推进液体燃料增殖材料的高纯度合成方法，这是激光聚变燃料循环的关键。这项技术的发展旨在支持全球核聚变能源的发展。此外，在对液毯系统进行概念化的同时，他们将开发与其寿命和运行效率相关的各种技术。通过将这些毯子技术整合到EX-Fusion开发的激光聚变反应堆中，他们的目标是在未来10年内实现激光聚变能源的商业化。
术语
[1]液态金属器件:指的是在激光聚变反应堆中负责燃料增殖和能量转换的液态锂铅(LiPb)包层、保护结构材料的液态金属壁、具有优异抗激光照射损伤性能的液态金属反射镜等部件。通过用核聚变反应中产生的中子照射流动的液态锂铅合金(LiPb)，它可以产生燃料，如氚和热能。
[2]商用激光聚变反应堆:一种安全、可靠、不产生高放射性废物的清洁能源。它是由一个紧凑的聚变反应堆产生的，该反应堆使用从海水中提取的大量燃料。它具有与核反应堆相同或更高的功率输出，同时保持传统可再生能源的安全水平。该系统还可以通过改变激光的重复频率来调整负载的变化。
[3]毯状模拟回路:在液态金属循环过程中连续提取能量的实验装置，作为激光聚变反应堆的液体燃料增殖毯
[4]液态锂-铅燃料增殖材料:一种由铅和锂组成的液态合金，具有中子倍增器和氚增殖器的双重功能。液态金属作为冷却剂具有优良的传热性能，因为它是熔融金属的流体。东京工业在2022年成功开发了利用马铃薯捣碎器的低压合成方法，并于同年发表了相关论文。
液态金属
论文信息
作者:近藤正敏，畑山进，吴野直子，野泽隆DOI: 10.1016/j.corsci.2021.110070
[5]最终光学系统:被称为最终光学系统的反射镜暴露在高能中子中，它是将激光反射到燃料目标上和用激光照射燃料目标所必需的。因此，需要一种能够从中子引起的损伤中迅速恢复的最终光学系统。在这项联合研究中，计划利用低熔点金属的熔化和凝固来研究自愈功能。
[6]用于深空探测的低熔点金属反射镜:东京工业大学提出了一种简化金属(如液体)运输和安装的概念，用于在月球等天体上制造主望远镜反射镜。关于这一概念的基本结果发表在2023年的一篇论文中。
论文信息
题目:低熔点金属光学性能的基础研究
作者:今津荣助，近藤正敏，村上克也，早野丰，松田雄一DOI: 10.1016/j.rio.2023.100473
