世界上最大的實驗性托卡馬克核融合反應爐啟動運行

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OctoVerse

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位於東京北部的六層樓高的JT-60SA激勵核融合往前邁進一大步。

日本和歐盟已正式啟動世界上最大的實驗性核融合工廠的測試。這座六層樓高的JT-60SA“托卡馬克”位於東京以北約85英里處,在其圓形磁絕緣反應堆內將電漿加熱到2億攝氏度(約3.6億華氏度)。儘管JT-60SA在10月份的試運行中首次啟動,但夥伴國政府12月1日的公告標誌著世界上最大的核融合中心的正式開始運營,標誌在核融合能源領域的長期合作。

托卡馬克是俄語中「帶磁線圈的環形腔室」的首字母縮寫,幾十年來研究人員努力實現可持續產出綠色能源的“聖杯”。托卡馬克通常被描述為一個大的空心甜甜圈,裡面裝滿了氣態氫燃料,然後使用強大的磁線圈外殼以極高的速度旋轉。當一切按計劃進行時,強大的力量使原子電離形成氦電漿,就像太陽產生能量的方式一樣。

歐盟能源專員卡德里·西姆森(Kadri Simson)在就職典禮上發表講話,稱JT-60SA是“世界上最先進的托卡馬克”,代表了“核融合史上的里程碑”。

“核融合有可能成為本世紀下半葉能源結構的關鍵組成部分,”她繼續說道。

但是,即使跨越了這樣一個革命性的里程碑,它也可能不會出現在JT-60SA上。連同其仍在建設中的歐洲國際熱核融合實驗反應爐(ITER),這些專案僅旨在證明可擴展核融合的可行性。目前的希望估計ITER將在2025年的某個時候開始運營,儘管自2011年破土動工以來,這項工作一直充滿了財務、後勤和建設問題。

與西姆森一起的專家認為,創造可持續的核融合將標誌著一個革命性的時刻,可以確保未來潔淨的可再生能源。然而,轉換淨輸出電力的目標與現實滿佈技術障礙和預算考量,一直是研究人員橫在眼前的障礙。

雖然研究人員現在可以在世界各地的多個設施中產生核融合能源,但常是凈損失。然而,通過在JT-60SA等設施中進一步推進技術,行業專家認為,核融合反應爐定期實現凈能源產量增長只是時間問題。

與此同時,通往核融合能源的另一條可能之路正在取得可喜的目標。今年早些時候,北加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的國家點火設施(NIF)第二次使用慣性約束聚變方法實現了凈能量增益。在這個過程中,高功率鐳射被分成 192 束,然後擊中含有氚和氘顆粒的膠囊。由此產生的 X 射線產生壓力和溫度,然後引發核融合。

無論採用哪種工藝,無論是托卡馬克反應堆還是ICF鐳射器,一個成功的核融合設施都可以在最終使人類擺脫化石燃料方面發揮重要作用。

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