69兆焦耳:JET创造聚变能世界纪录

69兆焦耳:JET创造聚变能世界纪录 欧洲联合环(JET)托卡马克聚变实验装置的内部,并附有等离子体的照片。资料来源:英国原子能管理局,EUROfusion 提供JET 是一种托卡马克装置,利用强大的磁场将等离子体限制在甜甜圈形状的设计中。制造商业核聚变的大多数方法都倾向于使用两种氢变体氘和氚。当氘和氚融合在一起时,它们会产生氦和大量的能量,这种反应将成为未来聚变动力装置的基础。JET 高级开发经理费尔南达-里米尼(Fernanda Rimini)博士说:"我们可以使用与商用聚变能发电厂相同的燃料混合物,可靠地制造出聚变等离子体,这展示了我们长期以来积累的先进专业技术"。EUROfusion项目经理(首席执行官)Ambrogio Fasoli教授说:"我们成功地展示了ITER和DEMO等未来聚变设备的运行方案,新的能量记录也验证了这一点,这为聚变能源的发展注入了更大的信心。除了创造新纪录,我们还实现了前所未有的成就,加深了我们对聚变物理学的理解。"2023 年 10 月 3 日第 104522 号脉冲在欧洲联合火炬托卡马克内的视频,该脉冲创造了 69 兆焦耳的核聚变能量新纪录。资料来源:英国原子能管理局,EUROfusion 提供欧洲原子能委员会EUROfusion托卡马克开发工作组组长Emmanuel Joffrin博士说:"我们不仅展示了如何软化从等离子体流向排气管的强热量,还在 JET 中展示了如何使等离子体边缘进入稳定状态,从而防止能量迸发到壁上。这两项技术都是为了保护未来机器壁的完整性。这是我们第一次能够在氘氚环境中测试这些方案。"来自欧洲研究人员联盟 EUROfusion 的 300 多名科学家和工程师为在牛津的英国原子能管理局(UKAEA)基地进行的这些具有里程碑意义的实验做出了贡献,展示了 JET 国际团队无与伦比的奉献精神和工作效率。这些成果巩固了 JET 在推进安全、低碳和可持续聚变能源方面的关键作用。2023年10月3日,欧洲联合环形托卡马克在104522号脉冲中的内部情况,该脉冲创造了69兆焦耳的核聚变能量新纪录。图片来源:英国原子能管理局,EUROfusion 提供英国核与网络大臣安德鲁-鲍伊(Andrew Bowie)说:"JET的最后一次聚变实验是自1983年以来为该项目所做的所有开创性工作的完美谢幕。我们比以往任何时候都更接近聚变能源,这要归功于牛津郡的国际科学家和工程师团队。这项工作不会就此止步。我们的'聚变未来'计划已承诺投入6.5亿英镑用于投资研究和设施,从而巩固英国作为全球聚变中心的地位。"JET 于 2023 年 12 月底结束其科学运行。英国原子能机构首席执行官伊恩-查普曼(Ian Chapman)爵士教授说:"JET在当今的设施条件下尽可能接近发电厂的运行条件,它的遗产将在未来所有发电厂中普遍存在。它在使我们更接近安全和可持续发展的未来方面发挥着至关重要的作用。"JET 的研究成果不仅对正在法国南部建设的大型核聚变研究项目ITER(国际热核聚变实验堆),而且对英国的 STEP 原型发电厂、欧洲的示范发电厂 DEMO 以及其他全球核聚变项目都有重要影响,这些项目都在追求安全、低碳和可持续能源的未来。热核实验堆总干事彼得-巴拉巴西博士说:"在其整个生命周期中,JET 作为国际热核实验堆的前身,在测试新材料、开发创新型新组件以及生成氘氚聚变科学数据方面都发挥了显著作用。在这里取得的成果将对热核实验堆产生直接和积极的影响,验证前进的道路,使我们能够更快地实现我们的性能目标。就我个人而言,能在 JET 工作几年是我的荣幸。在那里,我有机会向许多杰出人士学习"。40 多年来,JET 在推动聚变能源方面发挥了重要作用,象征着国际科学合作、卓越的工程技术以及利用聚变能源力量的承诺与太阳和恒星的燃料反应相同。JET 在 2021 年展示了超过 5 秒钟的高功率持续聚变,并创造了世界纪录。1997 年,JET 首次进行了氘氚实验。2024 年 2 月下旬将举行庆祝活动,纪念其创立愿景和推动其成功的合作精神。JET 所取得的成就,从重大科学里程碑到创造能量记录,都彰显了该设施在聚变技术发展过程中的不朽传奇。它对聚变科学和工程学的贡献在加速聚变能源的发展方面发挥了至关重要的作用,而聚变能源有望成为世界未来能源供应中安全、低碳和可持续的一部分。这项研究得到了欧洲原子能共同体研究和培训计划的资助。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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无限清洁能源又近一步 英国核聚变能量输出创造新纪录 JET的温度可以达到太阳中心温度的10倍,多年来已经实现多个里程碑,曾长期保持着全球最大托卡马克研究装置的头衔,实现了世界上首次可控释放聚变能量。周四英国原子能机构的科学家们宣布,JET在上次实验中创造了聚变能量输出纪录:使用0.2毫克氘氚燃料,在5秒内产生了69兆焦能量。这也是JET的最后一次实验,不过,JET还将会被重新利用,从而在退役之后继续为人类提供帮助,这一阶段预计将持续到2040年左右。欧洲核聚变研发创新联盟首席执行官Ambrogio Fasoli评论称,我们成功地演示了ITER和DEMO等未来聚变机器的运行场景,并创造了核聚变能量输出纪录,为聚变能源的发展注入了更大的信心。除了创造新纪录外,我们还实现了以前从未做过的事情,并加深了我们对聚变物理学的理解。核聚变与为太阳和其他恒星提供能量的过程相同,被广泛视为清洁能源的圣杯。几十年来,科学家们一直在努力攻克这一难题,如果他们做到了,人类将拥有无限的能量,社会也将迎来翻天覆地的变化。虽然核聚变能源可能会改变能源短缺和气候危机的局面,但这项技术可能还需要很多年才能商业化。曼彻斯特大学的核聚变研究员Aneeqa Khan表示,JET取得了伟大的科学成果,但我们离商业核聚变还有一段路要走。“对核聚变的投资正在增加,我们正在取得真正的进展。我们需要培训大量具备该领域工作技能的人员,我希望这项技术能在本世纪下半叶得到应用。”伦敦帝国理工学院空间、等离子体和气候研究社区负责人Stuart Mangles教授表示:“JET最后一次运行的结果非常令人兴奋。这一结果确实凸显了国际合作的力量,如果没有来自欧洲各地的数百名科学家和工程师的努力,这些结果是不可能实现的。” ... PC版: 手机版:

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国际热核聚变实验堆计划巨型环磁交付完成 明年启动实验 ITER是一个由35个国家合作建造的托卡马克项目,旨在测试核聚变作为能源的可行性。托卡马克是一个甜甜圈形状的容器,内部会产生巨大的螺旋型磁场,通过聚变反应燃烧等离子体来产生能量。核聚变是指两个或两个以上轻原子的原子核结合形成一个新的原子核的反应,在这个过程中释放出大量能量。这与核裂变不同,后者通过分裂重原子核释放能量并产生放射性废物。核聚变自然发生在恒星内部,为恒星提供能量,但在地球上却无法自然发生。然而,物理学家和工程师可以在实验室中使用托卡马克装置或激光实现核聚变。虽然听起来很简单,但真正的难点在于如何实现核聚变反应,使其产生的能量超过引发反应所需的能量,理论上这将能够提供无限的能源。托卡马克通过磁铁来控制和约束等离子体。ITER的环形磁场线圈将被冷却到零下269摄氏度,使其成为超导体。这些17米高的线圈将围绕在装有等离子体的甜甜圈形状真空容器周围,使ITER科学家能够控制真空容器内的聚变反应。ITER实验堆将比其他任何托卡马克装置都要大,其中央螺线管磁铁由6个110吨重的磁铁模块组成。整个托卡马克装置的重量将达到惊人的23000吨,磁体产生的磁场将比地球磁场强30万倍。等离子体将被加热到1.5亿摄氏度,是太阳核心温度的10倍。根据上个月在第34届ITER理事会上提出的新基准,ITER预计将于明年启动首次等离子体实验,第一次聚变反应计划在2035年进行。更新后的具体时间表将在本周三的新闻发布会上公布。ITER项目由前苏联领导人戈尔巴乔夫和美国前总统里根于1985年首次提出,但项目直到2005年才最终确定。近20年后,托卡马克装置仍未投入实验。据报道,ITER的成本自启动以来已经增长了四倍,最近估计项目耗资超过220亿美元。技术缺陷和新冠疫情都导致了项目的延迟。人们老生常谈的是,核聚变能成为能源永远是50年之后的事情。它似乎总是超越了当前的技术,人们总是被告知“这次会不一样”。ITER项目的目的是验证核聚变能源的技术可行性,但重点并不在于经济可行性。对于人类来说,经济可行性是另一个棘手问题。核聚变发电不仅要成为一种技术上可行的能源,还要成为能并入电网的能源。核聚变被视为能源物理学的圣杯,是结束人类对化石燃料依赖的一种方式。但它不会很快到来,不足以解决当前日益恶化的气候危机。换句话说,即使ITER项目在工程方面取得了重大突破,也只是解决了问题的一部分。正如美国国家点火装置在2022年在技术上实现反应产生的能量大于促使反应发生的能量那样,人类离实现聚变能源越来越近了,但还有很长的路要走。(辰辰) ... PC版: 手机版:

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