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全球最大實驗性核聚變反應(yīng)堆開始運行 |
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全球最大實驗性核聚變反應(yīng)堆開始運行
圖片來源:NATIONAL INSTITUTES FOR QUANTUM SCIENCE AND TECHNOLOGY
2023年12月1日,歐洲聚變能組織(F4E)發(fā)布消息稱,歐洲和日本共同建造和運營的核聚變反應(yīng)堆JT-60SA正式投入運行,人類向?qū)崿F(xiàn)“人造太陽”又邁進了一步。
JT-60SA反應(yīng)堆始建于2007年,2020年完成組裝,2023年10月23日點火成功。其位于日本量子科學(xué)技術(shù)研究開發(fā)機構(gòu)(QST)那珂研究所,由一個甜甜圈形狀的托卡馬克容器組成,其中裝有加熱至2億攝氏度的旋轉(zhuǎn)等離子體,被視為世界上最先進的托卡馬克,其啟動運行是核聚變歷史上的一個里程碑。
JT-60SA反應(yīng)堆是歐盟和日本的聯(lián)合建設(shè)項目,是國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)的先行項目,其成果將會反映到ITER中,并將用于未來核聚變原型堆的建設(shè)。JT-60SA反應(yīng)堆的目標(biāo)是研究聚變作為一種安全、大規(guī)模和無碳的凈能源的可行性,使它所產(chǎn)生的能量比消耗的能量更多。這兩個項目的最終目標(biāo)都是使內(nèi)部的氫核融合成氦,以光和熱的形式釋放能量,模擬太陽內(nèi)部發(fā)生的過程。
核聚變是兩個輕原子核結(jié)合成一個較重的原子核并釋放出巨大能量的過程,核聚變理論上可以提供幾近無限的能源。核聚變可以通過不同的方式進行,其過程都比核裂變清潔得多,不會產(chǎn)生放射性廢物。如果實現(xiàn)經(jīng)濟的聚變反應(yīng),將大大減少甚至完全消除人類對化石燃料的依賴。
此前,美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的科學(xué)家在聚變反應(yīng)中實現(xiàn)了“凈能量增益”,這意味著該反應(yīng)產(chǎn)生的能量(3.15兆焦耳)比最初為反應(yīng)提供的能量(2.05兆焦耳)更多,這是一項重大成就。盡管核聚變的每一點進展都會引起轟動,但未來的路還很長。■
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2024年2月刊 封面)