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JET核聚变反应堆打破能源生产记录

(记者郑典编译报道)2022年2月10日(周四)报导。

示意图。(图片来源:Robert Mumgaard/Wikimedia/CC BY-SA 3.0)

据《自然》报导,英国牛津附近的联合欧洲环面(JET)聚变反应炉已从原子聚变中产生了有史以来最高水平的持续能量。2021年12月21日,‌‌“托卡马克‌‌”反应炉在5秒的聚变脉冲期间产生了59兆焦耳的能量,是1997年时的两倍多。

卡勒姆聚变能源中心(CCFE)负责人伊恩.查普曼(Ian Chapman)表示:‌‌“这些具有里程碑意义的成果让我们朝着克服所有科学和工程挑战中最大的挑战之一迈进了一大步。‌‌”

JET反应炉是欧盟资助的欧洲聚变计划(EUROfusion)的旗舰实验装置。它主要旨在帮助科学家证明他们的建模是正确的,着眼于未来在法国建造的更大的ITER反应炉的实验,该反应炉将于2025年开始聚变测试。‌‌“JET确实实现了预期。现在相同的建模说ITER会起作用,‌‌”聚变物理学家Josefine Proll(未参与JET)告诉《自然》。

CCFE电浆体科学家Fernanda Rimini说,该实验将反应炉推到了‌‌“绝对最大值‌‌”。JET使用了氘(又名重水)和氚的混合物,这与为ITER提供动力的燃料混合物相同。氚是一种放射性氢同位素,与氘融合时产生的中子比与自身融合的氘多,从而增加能量输出。研究人员还更换了tokamak的内壁以减少氚浪费。

JET的Q值达到了0.33,这意味着它产生了大约三分之一的能量。迄今为止,美国能源部的国家点火设施达到的最高Q值是0.7,但它仅在40亿分之一秒内达到了这个数字.ITER的目标是达到10或更大的Q因子的目标,同时为400到600秒的长脉冲创造500兆瓦的功率。ITER不会以电力的形式产生净能量,但会为未来的机器铺平道路。

然而,在此之前,研究人员必须解决几个挑战。主要是,他们必须处理在ITER排气区域产生的热量,因为它比JET反应炉的比例要大得多。尽管如此,实验的成功使团队能够收集到大量信息,这些信息可以在未来几年内进行分析。

EUROfusion项目经理Tony Donne说:‌‌“如果我们能保持fusion 5秒钟,我们可以在5分钟内完成,然后在5小时内完成,因为我们在未来的机器中扩展了我们的操作。‌‌”

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