59兆焦!欧核聚变实验创能量输出新纪录

billtush btc算力 2022-02-14 03:58:29 聚编交易网

  据欧洲核聚变研发创新联盟(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称,欧洲科学家在通过聚变等离子体生产能源的道路上取得了重大成功:世界上规模最大的核聚变反应堆欧洲联合环状反应堆(JET)中产生了能量输出为59兆焦耳的稳定等离子体。这是自1997年以来,世界首次进行的氘氚核聚变实验。

  JET曾在1997年产生约22兆焦耳聚变能量的等离子体,创造了当时的世界能源纪录。新实验打破了该纪录,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59兆焦耳的能量以功率单位表示,JET在5秒内实现了平均超过11兆瓦的功率输出。而在1997年的纪录中,5秒内的平均功率为4.4兆瓦。

  核聚变发电又称为“人造太阳”,旨在模仿太阳上发生的核聚变。核聚变是氢的两个同位素氘和氚融合成一个氦原子,这一过程会释放大量能量。目前世界上唯一能够使用这种混合燃料运行的装置是JET。因为氚是一种非常罕见的原材料,需要经过特殊处理,所以研究小组通常使用氢或氘进行等离子体实验,上一次氘氚核聚变实验还是在1997年进行的。

  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。”

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