世界上规模最大的核聚变反应堆欧洲联合环状反应堆（JET）中的聚变反应在等离子体放电的5秒阶段以中子的形式释放出总共59兆焦耳的能

世界上规模最大的核聚变反应堆欧洲联合环状反应堆（JET）中的聚变反应在等离子体放电的5秒阶段以中子的形式释放出总共59兆焦耳的能量。（EUROfusion）、英国原子能管理局（UKAEA）和国际热核聚变实验堆（ITER）9日联合召开新闻发布会公布了上述消息。打破了JET曾在1997年产生约22兆焦耳聚变能量的等离子体的世界能源纪录。为了过渡到国际大规模聚变实验（ITER）计划，研究人员此次进行的是氘氚混合燃料聚变实验。同时，为了使JET实验尽可能接近未来的热核聚变实验堆条件，他们用铍和钨的混合物而不是碳覆盖等离子体容器壁，因为金属钨比碳更耐腐蚀，而且不会像碳一样过多地与燃料结合。此次实验在比太阳中心温度高10倍的条件下，产生的聚变能量达到了创纪录水平。ITER设施目前正在法国南部的卡达拉奇建设，预计将使用氘和氚混合燃料，计划实现产出能量10倍于输入能量（聚变增益）。要想产生净能量，即输出能量是加热等离子体所需能量的两倍这一目标，在卡达拉奇ITER设施“上线”之前是不可能实现的。因此，这次实验是在类ITER条件下创造的世界纪录。德国马克斯·普朗克等离子体物理学研究所科学主任西比勒·君特教授表示：“JET的最新实验是向ITER最终目标迈出的重要一步。”（）

全球最大核聚变反应堆成功点火 距“人造太阳”问世又近一步

全球最大核聚变反应堆成功点火距“人造太阳”问世又近一步JT-60SA计划是国际热核聚变实验反应堆计划（ITER，又称“人造太阳”计划）的先行项目，其成果将会反映到ITER中，并用于未来核聚变原型堆的建设中。据悉，核聚变是两个轻原子核，结合成一个较重的原子核并释放出巨大能量的过程，核聚变理论上可以提供几近无限的能源，这也是各国积极研究可控热核聚变的初衷之一。而JT-60SA是目前世界上最大的超导托卡马克核聚变反应堆，10月23日在试验运行时，已首次产生了核聚变必需的等离子体。这个巨大的熔炉利用超导线圈产生的磁场，将超热电离气体或等离子体困在环形真空室内，实现氢原子核的融合并释放能量。不过，JT-60SA要想产生持续时间足以进行有意义的物理实验的等离子体，还需要两年时间，并且，JT-60SA的施工已持续了15年以上，基础科学的发展和进步，时间都相当漫长。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401525.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401525.htm

钽冷喷涂层可增强聚变反应堆腔室的潜力

钽冷喷涂层可增强聚变反应堆腔室的潜力在聚变反应中，被称为等离子体的电离氢气受到的压力和热量相当于太阳中心的压力和热量。这将导致原子核熔化，并释放出巨大的清洁能源。由于需要达到极高的热量和压力水平，制造容纳核聚变所需等离子体的腔室一直是一项挑战。该过程的另一个问题是，有时氢原子会被中和并从等离子体中逸出，从而削弱了等离子体的能量。威斯康星大学麦迪逊分校（UW-Madison）核工程与工程物理学博士后研究员迈科拉-伊亚洛维加（MykolaIalovega）说："这些氢中性粒子会导致等离子体中的能量损失，这使得维持热等离子体并拥有一个有效的小型核聚变反应堆变得非常具有挑战性。"Ialovega领导了一种涂层的研究，该涂层已证明有能力在核聚变反应堆腔体内铺设线缆，并捕获这种不听话的氢。这种涂层由金属钽制成，可以承受极高的温度。钽被冷喷涂在不锈钢上，并在类似核聚变的条件下发挥出色的性能。在冷喷涂过程中，钽颗粒被喷射到不锈钢上，像薄饼一样被压扁。研究人员发现，即使是以这种方式挤压，每个颗粒之间仍有一个小边界，这是捕捉不稳定氢粒子的理想通道。当把喷涂钢材置于更高的温度下时，被捕获的氢粒子就会释放出来，这实际上是在更新材料，使其可以重复使用。研究小组不仅称赞这种涂层能够在承受高温高压的同时反复捕捉和释放氢气，而且还称赞它易于使用。伊亚洛维加说："冷喷法的另一大好处是，它允许我们在现场通过涂抹新涂层来修复反应堆部件。目前，受损的反应堆部件往往需要拆卸下来，换上全新的部件，这样既费钱又费时"。该团队计划在威斯康星HTS轴对称反射镜（WHAM）上使用这种涂层，该反射镜是一种实验装置，可能会被应用于RealtaFusion计划中的下一代核聚变发电厂，RealtaFusion是华大麦迪逊分校的衍生公司。奥利弗-施密茨（OliverSchmitz）说："创造一种耐火金属复合材料，使其具有良好的氢处理特性、抗侵蚀性和一般材料的弹性，这对于等离子体设备和聚变能源系统的设计来说是一个突破。改变合金并加入其他难熔金属以增强复合材料的核应用前景尤其令人兴奋"。施密茨是华盛顿大学麦迪逊分校核工程与工程物理学教授，也是描述这些发现的论文的共同作者之一，该论文已发表在《PhysicaScripta》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404747.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404747.htm

紧凑型聚变反应堆电子温度破纪录 远超 1000 万摄氏度

紧凑型聚变反应堆电子温度破纪录远超1000万摄氏度据最新一期《物理评论快报》报道，美国聚变能源技术公司ZapEnergy采用独特方法——剪切流Z箍缩，使核聚变温度远远超过了1000万摄氏度，而且该设备规模比其他聚变系统小得多。1000万摄氏度（大致相当于太阳核心温度）是核聚变温度的一个里程碑。自人类首次产生聚变反应以来的90年里，只有少数技术能使聚变等离子体电子温度达到1000万摄氏度。(科技日报)

TAE首次实现读取磁约束氢硼核聚变的数据

TAE首次实现读取磁约束氢硼核聚变的数据该装置被设计为维持3000万°C（5400万°F）的等离子体，但它已经突破了7500万°C（1.35亿°F）。今天，TAE正在庆祝在备受尊敬的《自然-通讯》杂志上发表了一篇经同行评审的论文，团队记录了世界上首次对磁约束等离子体中的氢硼聚变的测量。这句话高度具体是有原因的；作者指出，H-B核聚变已经在激光产生的等离子体和粒子加速器中通过束靶聚变进行了测量。但是这些环境并不能告诉TAE关于H-B核聚变及其产物在磁约束等离子体中如何表现和扩散，就像他们将在反应堆中使用的那些。日本国家聚变科学研究所的大型螺旋装置--一个大型超导恒星仪NIFS这些实验是作为与日本国家聚变科学研究所（NIFS）合作的一部分进行的，该研究所拥有世界上最大的超导等离子体约束装置和世界上第二大的恒星仪：大型螺旋装置，或LHD。它不是专门为追求氢硼核聚变而设计的，但该项目利用了LHD已经具有向等离子体中注入硼或氮化硼的系统这一事实。一般来说，注入硼是为了调节安全壳的壁，清除杂质，减少湍流，改善等离子体的封闭性，并提高等离子体的电子密度--但该团队意识到，硼也积累在等离子体的中间，其密度足以使高能质子射入等离子体时产生可测量的氢硼聚变。因此，TAE组装了一个系统，基于钝化植入式平面硅（PIPS）探测器，以检测LHD室中H-B核聚变产生的α粒子（或氦核）。果然，当硼注射和高能质子束同时开启时，PIPS机器检测到了超过150倍的α粒子脉冲。实验装置中的高能质子击中硼粉粒子TAE技术公司首席执行官MichlBinderbauer说："这项实验为我们提供了大量的数据，并表明氢硼在公用事业规模的聚变发电中占有一席之地。我们知道，我们可以解决手头的物理挑战，并向世界提供一种变革性的无碳能源新形式，这种能源依赖于这种无放射性的丰富燃料。"这种性质的研究将继续进行，希望能找到增加核聚变收益的方法，以及其他方面。而且，TAE将继续迭代自己的设备，计划在"十年中期"推出"哥白尼"反应堆，TAE预计该反应堆将能够获得比运行所需更多的能量。到2030年代初，该公司预计其"达芬奇"机器将启动和运行，它说这将是世界上第一个H-B核聚变发电厂原型，与电网连接并提供电力。该论文在《自然通讯》杂志上公开发表。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347117.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347117.htm

日本古代艺术Kintsugi（金继）为下一代聚变反应堆的技术突破带来灵感

日本古代艺术Kintsugi（金继）为下一代聚变反应堆的技术突破带来灵感"这就是这项工作的特别之处，这种方法可以保持高性能等离子体，同时控制等离子体核心和边缘的不稳定性。这种同时控制尤为重要，也很难做到。"美国能源部（DOE）普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）的约瑟夫-斯奈普斯（JosephSnipes）说，他是普林斯顿等离子体物理实验室托卡马克实验科学部副主任，也是论文的共同作者之一。PPPL物理学家Seong-MooYang领导的研究团队横跨美国和韩国的多个机构。杨说，这是首次有研究团队验证了一种系统的方法来调整磁场缺陷，使等离子体适合用作电源。这些磁场缺陷被称为误差场。"我们的新方法能确定最佳误差场校正，从而提高等离子体的稳定性，"Yang说。"事实证明，这种方法能在不同的等离子体条件下增强等离子体的稳定性，例如，当等离子体处于高磁约束和低磁约束条件下时。Yang在DOE的国家研究SLAM上介绍研究成果。难以纠正的错误误差场通常是由容纳等离子体的装置（称为托卡马克）的磁线圈中的微小缺陷造成的。到目前为止，误差场只被视为一种麻烦，因为即使是非常小的误差场也会导致等离子体中断，从而停止聚变反应，并可能损坏聚变容器的内壁。因此，核聚变研究人员花费了大量的时间和精力，精心寻找纠正误差场的方法。Yang说："要消除现有的误差场是相当困难的，因此我们可以在核聚变容器周围施加额外的磁场，而不是修复这些线圈的不规则性，这一过程被称为误差场校正。"过去，这种方法也会伤害等离子体的核心，使等离子体不适合用于聚变发电。这次，研究人员能够消除等离子体边缘的不稳定性，并保持核心的稳定性。这项研究是PPPL研究人员如何缩小当今核聚变技术与将核聚变发电引入电网所需技术之间差距的最好例证。"这实际上是打破系统对称性的一种非常有效的方法，因此人类可以有意降低封闭性。这就好比在气球上开一个很小的洞，这样气球就不会爆炸了，"PPPL的研究人员兼论文合著者SangKyeunKim说。正如空气会从气球上的小孔漏出一样，误差场也会漏出极少量的等离子体，这有助于保持其整体稳定性。同时管理等离子体的核心和边缘管理核聚变反应最困难的部分之一是让等离子体的核心和边缘同时表现良好。这两个区域的等离子体温度和密度都有理想的区域，要达到这些目标，同时消除不稳定性是非常困难的。这项研究证明，调整误差场可以同时稳定等离子体的核心和边缘。通过仔细控制托卡马克线圈产生的磁场，研究人员可以抑制边缘不稳定性（也称为边缘局部模态（ELM）），而不会造成混乱或严重的约束损失。论文作者、PPPL职员研究物理学家胡启明说："我们正在努力保护该设备。"将研究扩展到KSTAR之外这项研究是利用韩国的KSTAR托卡马克进行的，该托卡马克能够非常灵活地调整其磁场误差配置。这种能力对于试验不同的误差场配置以找到稳定等离子体的最有效配置至关重要。研究人员说，他们的方法对未来托卡马克核聚变试验装置的设计具有重大意义，有可能使其更加高效和可靠。他们目前正在开发人工智能（AI）版本的控制系统，以使其更加高效。"这些模型相当复杂，计算起来需要一些时间。但当你想在实时控制系统中做一些事情时，你只能承受几毫秒的计算时间，"Snipes说。"利用人工智能，你基本上可以教会系统该期待什么，并能够利用人工智能提前预测控制等离子体所需的条件以及如何实时实现这些条件。"虽然他们的新论文重点介绍了利用KSTAR内部磁线圈所做的工作，但Hu建议未来对聚变容器外的磁线圈进行研究将是非常有价值的，因为聚变界正在摒弃将此类线圈安置在真空密封容器内的想法，因为等离子体的极度高温可能会破坏此类组件。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425626.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425626.htm