10月31日，Interesting Engineering发表文章《US fusion reactors to become better with Birdshot AI for 'first wall'》，报道了美国德克萨斯农工大学（Texas A&M，TAMU）的研究团队正利用Birdshot AI工具模拟筛选数百种第一壁材料。
TAMU已经从美国能源部高级研究计划局能源（ARPA-E）获得了236万美元的资金支持，目标借助AI寻找更新更好的能够用于建造核聚变电厂“第一壁”材料。
该项目由TAMU材料科学与工程系的Raymundo Arróyave领导，Ibrahim Karaman、George Pharr、Lin Shao和Kelvin Xie一同参与工作。研究团队成员还包括洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory，LANL）的Danny Perez和橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory，ORNL）的Tim Graening等等。
寻找核聚变发电厂“第一壁”的新材料
“第一壁”是核聚变电厂反应堆的一个组成部分。它是反应堆产生能量时面向等离子体的最内层表面。因此，建造更好的第一壁有助于提高反应堆的性能，也会影响其整体寿命，也将大大有助于实现商业
聚变能源。
第一壁的强度和寿命对未来聚变电厂的使用寿命至关重要，有可能降低运营成本。TAMU的研究人员表示他们将利用合成、辐照和测试设施，以及通过机器学习增强的先进计算机模拟，进行高影响力的材料发现活动。利用人工智能，团队可以每天通过模拟筛选数百种材料，而实验设施将合成和测试最有希望的候选材料。
Birdshot AI和CHADWICK计划
研究团队将利用TAMU的Birdshot AI快速识别和制造优化的、更坚固、更耐用的第一壁材料。“为这些变革性应用寻找最佳材料比在干草堆中寻找一根针还要困难。想要实现在最少的试验次数内找到合适的材料，就必须要使用Birdshot就是这样一种工具。”TAMU的材料科学与工程系教授Arróyave这样表示。据悉，该项目是由CHADWICK（Creating Hardened and Durable Fusion First-Wall Incorporating Centralized Knowledge）计划管理。
CHADWICK计划旨在将寻求发现变革性的第一壁材料，这些材料将在聚变发电厂40年的设计寿命内保持性能。CHADWICK计划的目标是刺激新材料的创新和生产，这些新材料可以在照射后保持室温延展性、高导热性、低活化性、尺寸稳定性、氚保留和低等离子体侵蚀。该计划超越了已知合金的优化，通过重新构想聚变材料的可能性，对新材料化学和制造工艺进行了全面、广泛的调查和分析。CHADWICK计划包括三个技术类别：
-A类项目将针对面向等离子的组件材料
-B类团队将验证结构材料
-C类项目将支持分析并促进与A类和/或B类团队的最终用户的沟通。
如果成功，CHADWICK计划开发的新材料可以将第一壁的使用寿命延长10 倍。这些材料对于部署持续和经济的聚变能可能是必不可少的。“ARPA-E CHADWICK计划将建立在我们最近在ARPA-E GAMOW计划中的工作基础上，使我们更接近实现商业聚变能源的现实。在GAMOW计划中，我们展示了创建功能梯度结构的可能性，从面向等离子体表面的钨开始，过渡到聚变反应堆结构部件的铁素体-马氏体钢。”TAMU材料科学与工程系主任Ibrahim Karaman教授说。
参考链接：
- https://interestingengineering.com/energy/us-tamu-ai-find-first-wall-material-nuclear-fusion-plant
- https://arpa-e.energy.gov/technologies/programs/chadwick