近日，美國能源部高級研究計劃局能源部(ARPA-E)向肯塔基大學撥款230萬美元，用于領導開發下一代材料，旨在使商業核聚變能源成為現實。該項目由肯塔基大學斯坦利和卡倫皮格曼工程學院材料工程系的WT Bryan教授John Balk博士負責管理，致力于解決無限清潔能源探索過程中的重大障礙之一。

核聚變反應堆內部的溫度將超過1.8億華氏度(1億攝氏度)，并伴隨著強烈的輻射，這對構成聚變反應堆內壁的第一壁材料提出了極高的要求?，F有材料無法承受如此極端的條件，因此該項目將專注于開發適用于高輻射環境的先進復合材料。

Balk博士表示：“這對于我們材料科學研究重點領域團隊的專業知識來說是一個絕佳的機會。我們的目標是發現或開發一類能夠在聚變電站整個壽命期間保持性能的第一壁材料，解決輻射密集型行業的一個關鍵挑戰：如何在不犧牲材料強度的情況下提高熱導率。”

為了實現這一目標，研究團隊將探索有前景的合金設計和制造工藝，以增強這一關鍵屏障的強度和彈性。他們將重點研究基于多孔鎢基合金的材料，并通過填充高導熱陶瓷來優化其機械和熱性能，以便更好地承受聚變反應堆內的酷熱和輻射。

肯塔基大學文理學院材料科學系Frank J. Derbyshire教授兼化學教授Beth Guiton博士強調了這項研究的重要性。她表示：“控制等離子體而不意外停止聚變反應或損壞反應堆材料是一項巨大的挑戰。所涉及的溫度足以使接觸的結構蒸發，但我們需要能夠提取產生的巨大能量，以便使其發揮作用。”

Guiton博士還提到，該團隊將利用機器學習技術來提高材料的強度和抗輻射性。她認為，巴爾克博士的工作不僅對肯塔基州的科學研究意義重大，而且對核聚變能源和美國能源技術的進步也具有重要影響。

ARPA-E主任Evelyn Wang表示：“ARPA-E在支持能夠在更短時間內實現商業核聚變的技術方面處于領先地位。”她補充說，該項目是該機構選定的13個項目之一，共獲得近3000萬美元的資助。Wang總結道：“通過開發高性能、耐用的第一壁材料，該項目將我們的重點擴展到使聚變發電廠在運營和經濟上可行。”