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美国启动“创世纪计划”,专注AI攻克核聚变难题

2026-03-21 10:40          核聚变 核技术

2026年3月,美国能源部正式启动一项名为“创世纪使命”的重大国家级科研计划,宣布投入近3亿美元(约2.94亿美元),以推动人工智能与尖端科学的深度融合。该计划的核心目标之一,是借助AI的强大能力,系统性地攻克核聚变能源商业化所面临的一系列科学与工程难题,从而加速实现近乎无限的清洁能源。

聚变能源:从长期愿景到AI优先事项

核聚变被誉为能源领域的“圣杯”,其原理是模拟太阳产生能量的过程,有望提供安全、清洁且近乎无限的电力。然而,实现可控且能量净输出的聚变反应,在物理和工程上存在巨大挑战,如极端环境下的材料耐受、等离子体控制等。在本次计划中,美国明确将“加速实现聚变能源”列为国家级AI战略的核心主题之一,标志着其开发步伐正从长期基础研究转向依托AI进行系统性工程攻关的关键阶段。

AI如何赋能聚变?构建“数字融合平台”

计划的核心理念是构建一个名为“聚变数字融合平台”(DCP)的国家级AI平台。这个平台旨在整合全美各聚变实验装置、国家实验室的海量数据和高性能计算资源,创建覆盖整个聚变装置乃至未来电站的“数字孪生”。AI模型将利用这些数据,在虚拟空间中模拟和优化等离子体行为、极端环境材料性能、燃料循环、电站工程设计等各个环节,从而大幅减少物理实验的试错成本和周期,实现对复杂系统的实时预测与精准控制。

七大攻关方向,贯穿聚变全链条

该计划围绕聚变能源的实现,系统部署了七大AI重点研究方向,贯穿了从基础科学到工程集成的全链条:

结构材料:AI辅助研发能承受聚变极端中子辐射的新材料。

面向等离子体材料:模拟并优化直接面对高温等离子体的关键部件。

约束方法:利用AI实时控制并优化约束高温等离子体的方法,以维持稳定燃烧。

燃料循环:优化关键燃料氚的分离、处理与自持循环。

氚增殖包层:设计能高效产生并处理氚的包层系统。

电站工程:利用AI和数字孪生技术,进行未来聚变电站的整体设计与系统集成。

等离子体科学:加速基础等离子体物理的发现与理解。

跨越领域,驱动整体科技进步

值得注意的是,聚变的高精尖需求也被视为驱动其他前沿领域发展的引擎。例如,该计划中涉及“先进制造”的部分明确提出要为聚变系统开发AI驱动的数字孪生;“量子计算”领域寻求开发适用于等离子体物理的新算法;“自主实验室”则探索用AI机器人维护未来聚变设施。这体现了美国意图通过聚变这一宏大目标,牵引包括AI、材料、量子、机器人等在内的整体科技实力的跃升。

“创世纪使命”计划的推出,清晰地表明美国正试图通过“AI for Science”的新范式,系统整合其国家实验室体系、计算资源与产业生态的优势,旨在打通从基础研究到工程应用的壁垒,全力加速聚变能源的实用化进程。这不仅是能源技术的竞赛,更是一场关乎未来全球科技、经济与战略领导权的关键布局。


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