世界最大的核聚变反应堆(JET) “人造太阳”5秒输出5900万焦耳破纪录

2022年2月11日09:21:22世界最大的核聚变反应堆(JET) “人造太阳”5秒输出5900万焦耳破纪录已关闭评论 8

欧洲核聚变研发创新联盟(EUROfusion)、英国原子能管理局(UKAEA)和国际热核聚变实验堆(ITER)2月9日召开联合新闻发布会宣布,世界上规模最大的核聚变反应堆,欧洲联合环状反应炉(Joint European Torus, JET)利用核融合技术,在2021年12月的实验中,成功产生59百万焦耳(MJ),长达5秒钟。

世界最大的核聚变反应堆(JET) “人造太阳”5秒输出5900万焦耳破纪录

核聚变发电又称为“人造太阳”,旨在模仿太阳的核聚变,由氢(Hydrogen)的两个同位素氘(Deuterium)和氚(Tritium)融合成一个氦(Helium)原子,这一过程会释放大量能量。目前世界上唯一能够使用这种混合燃料运行的装置是JET。上一次氘氚核聚变实验需追溯至1997年,彼时JET产生约22百万焦耳聚变能量的等离子体,创造了当时的世界能源纪录。

以功率单位表示,JET在此次实验中,于5秒内实现了平均超过1,100万瓦的功率输出。而在1997年的纪录中,5秒内的平均功率为440万瓦。

在同等质量下,核融合可以产生煤炭、石油及天然气能源400万倍的能量,同时不会产生废气。反应炉亦安全得多即使发生意外也不存在炉心融毁的危险,产生的核废料亦更容易处理,危害性也更细少。

在实验中的核融合的维持时间可达5秒,但若要成为可利用的电力来源,尚需维持更长时间。 欧洲融合能源发展联盟(EUROfusion)的多恩(Tony Donne)表示:“若我们能维持5秒钟的核融合,在未来扩大运作规模,就可以维持5分钟,然后是5小时。”

世界最大的核聚变反应堆(JET) “人造太阳”5秒输出5900万焦耳破纪录

图为2018年10月,英国威廉王子前往泰晤士河畔阿宾顿的牛津卡勒姆科学中心,那里是JET实验室所在。(AP)

目前由欧盟、日、中、美、俄、韩、印等30余国参与、在法国建造国际热核融合实验反应炉(ITER),即将在2025年开始投入实验运作。ITER的反应炉较JET的更大更先进,JET的实验数据将成为重要基础。

各国在ITER项目展开合作,同时也都在这个项目的引领下,进行自己国家的核聚变研究。中国方面,在2006年正式签约加入ITER计划同年,中国完成了对“人造太阳”的全新升级——EAST全超导托卡马克装置(EAST,东方超环),它同时也是ITER的众多引导装置之一。2021年5月,EAST曾成功让的1.2亿度电浆体运行101秒,和1.6亿度的电浆体运行20秒;同年12月让7,000万度的电浆体运行1,056秒,打破世界纪录。

除了中国的EAST以外,目前各国数据表现不错的核反应装置还包括欧洲JET、日本JT-60、韩国KSTAR、美国NIF等。

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