作者:袁柳 来源:中国科学报 发布时间:2021/2/23 21:04:39
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“人造太阳”亮相在即
全球最大核聚变反应堆离试运行再进一步

 

为了给世界最大规模的核聚变实验提供参照,欧洲联合环形加速器(JET)正在开展关键实验。(图片来源:EUROfusion)

有“人造太阳”之称的国际热核聚变实验堆(ITER)即将投入试运行。据《自然》报道,2020年12月,欧洲联合环形加速器(JET)已经开展关键聚变实验,为ITER的后续运行铺路。

太阳中核聚变反应释放的能量令人惊叹,长久以来,人们一直在尝试实现可控的核聚变。ITER的建设就致力于产生大规模核聚变反应。ITER首席科学家蒂姆·卢斯介绍,ITER投入试运行前,在JET开展的关键实验将尽可能模拟这一超大反应堆中可能出现的情况,帮助科学家设置更精确的运行操作。

ITER和JET都位于英国牛津附近的卡勒姆聚变能中心,二者运行原理类似:使用极端磁场将等离子体限制在一个环中,对其加热直至发生融合。

2025年,ITER将以低功率的氢反应为动力运行,2035年起将采用混合燃料,具体为按50:50比例混合的氘和氚。为此,JET的科学家要先行模拟实验结果,今年6月,JET将以氘和氚这两种氢的同位素为燃料,提高核聚变反应的产出功率。由于氘和氚反应产生中子的速度要比单独的氘反应快得多,研究人员需要更新全部的实验流程,并重新升级相关保护措施,以保证设备不受高温和中子轰击的损伤。

JET的温度可以达到1亿度,比太阳的核心温度高许多倍。该设施至今保持着世界最高的Q值(输出功率与输入功率之比)记录,今年将挑战更长的聚变反应时间,以尽可能获取更多数据。

 
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