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英國JET核聚變反應堆重新整理能源輸出世界紀錄,隨後被永久關閉

2024-02-09科學

IT之家 2 月 8 日訊息, 歐洲聯合環狀反應堆 (Joint European Torus,JET)是一座設在英國牛津郡卡勒姆核聚變中心的磁約束等離子體物理實驗反應堆,由歐洲多國共同合作;而國際熱核聚變實驗反應堆(ITER)就建立在 JET 的研究之上。

▲ 圖源:英國原子能機構

英國原子能機構的 Mikhail Maslov 在今日舉行的新聞釋出會上表示,這座已有 40 年歷史的核聚變反應堆已經完成了它最後的實驗(實際上是 2023 年 12 月 18 日),成功在其生命的最後一段過程中創下了新的能源輸出世界紀錄,目前 JET 已被永久關閉。

「這是 JET 40 年歷史上的最後一個裏程碑」,UKAEA 行政總裁伊恩・查普曼教授爵士在談到 JET 最後的實驗時說道,「幾十年來,專門的科學家和工程師團隊使用 JET 進行的研究在加速聚變能的發展方面發揮了關鍵作用」。

據稱,JET 還將會被重新利用,從而在退役之後繼續為人類提供幫助,這一階段預計將持續到 2040 年左右,例如一些機構可能會將其重新用於聚變或其他套用。

查普曼教授也提到,「我們有極大的機會重新調整這項價值可能達十億美元資產的用途。我們將首次以可持續的方式完成一套氘氚機的退役流程,這將證明聚變的可持續性,也是將其推向市場的必要條件。」

在設計時,JET 比同類設施設計得更大,其誕生是為了達到聚變能量增益因子 Q = 1.0 的科學收支平衡點,而它目前仍保持聚變能量增益因子(Q 值)的世界紀錄(Q=0.67),也是第一座成功執行氘氚 D-T 聚變的反應堆。

它於 1983 年投入執行,是當時太陽系中最熱的存在(溫度達 1.5 億攝氏度),並在接下來十年的大部份時間裏透過一系列的實驗和升級來不斷提高其效能。隨著 1991 年首次涉及氚的實驗,JET 成為世界上第一個使用氚和氘 50:50 混合物的生產燃料執行的反應堆。

2021 年 12 月 21 日,JET 將使用氘氚燃料,在 5 秒脈沖期間產生 59 兆焦耳的熱量,超過 1997 年創下的 21.7 兆焦耳(Q = 0.33)的先前記錄。

在 2023 年底,也就是它的最終測試中,JET 使用 0.2 毫克燃料,在 5.2 秒反應時間裏使其輸出功率達到了 69 兆焦耳 。英國原子能機構的米哈伊爾・馬斯洛夫表示,這相當於 12.5 兆瓦的電力輸出,足以為 12000 個家庭供電。