正在法国南部建造的核聚变装置ITER。图片来源：Shutterstock

本报讯 日前，位于英国牛津附近的全球最早的核聚变反应堆——欧洲联合环状反应堆（JET）在运行40年后退役了。据《自然》报道，在未来长达17年的JET拆除过程中，研究人员将获得很多细节，并利用这些信息确保今后的核聚变发电厂的安全性和经济性。

“我们开始认真考虑聚变发电厂的整个生命周期。”负责监督JET的英国原子能管理局（UKAEA）相关负责人Rob Buckingham说。

核聚变过程可以为人类提供清洁能源。在发电厂中为核聚变创造条件并利用产生的能量需要复杂的工程，而这些工程在安全性和经济性上尚未得到证实，这意味着实现商业核聚变发电还需要几十年时间。

JET是ITER的试验台。ITER是一座建于法国、耗资220亿美元的聚变反应堆。JET可以帮助ITER选择建造材料和燃料，并对未来进行更大规模的实验至关重要。

拆除JET最棘手的环节是处理其放射性成分。与核裂变不同，核聚变过程不会留下数千年的放射性废物。但JET是世界上为数不多的使用大量氚的实验之一。氚是氢的一种放射性同位素，核聚变过程中释放的高能粒子会使该成分具有数十年的放射性。

美国麻省理工学院等离子体物理学家Anne White说，停止核聚变实验并不意味着“把眼前的一切推成瓦砾，并且不让任何人靠近实验地点”。相反，首要任务是回收和重新使用零件，这将包括去除氚，并将氚重新用作燃料，“这种稀缺资源的可持续利用具有经济意义”。

最终，物理学家将利用从JET退役中获得的信息，用于改进英国正在计划建设的商业反应堆原型——球形托卡马克的设计。

JET的科学家希望总体上减少浪费，他们的主要任务是找到氚并去除氚，包括去除托卡马克内部金属瓦中的氚。JET的工程师将使用机器人系统移除样品瓦片并进行分析，然后远程操作激光器测量实验样品中氚的含量。今年的研究将回收和分析JET的60块金属瓦，这是4000多个组件中的一部分。

为了从金属中提取氚，工程师将在熔炉中加热组件，然后在水中捕获释放的同位素。氚可以在水中去除并重新转化为燃料；剩下的材料成为低放射性废物，与大学和医院产生的放射性废物归于一类。

JET的研究人员正在探索如何处理低放射性废物，以及少量的中等放射性废物。在中等放射性废物中，核衰变发生得更为频繁。处理方法包括转移到特殊场所，或将其储存，直到衰变为较低的放射性水平。而未受影响的部件，如诊断和测试设备，已经在法国、意大利和加拿大的聚变实验中重新利用。（李木子）