科学家将测验ITER(世界热核聚变试验反应堆)的燃料
英国一个创始性的反响堆正预备开端要害的燃料混合试验,终究为ITER供给动力,ITER是世界上最大的核聚变试验。核聚变是一种为太阳供给能量的现象,假如物理学家能在地球上加以运用,它将是一种简直无限的能量来历。
12月,欧洲联合火炬(JET)的研究人员开端用氚,一种稀有的放射性氢同位素进行核聚变试验。该设备是耗资220亿美元ITER项目一部分,并具有相同的甜甜圈形 "托克马克 "规划,这是世界上最先进的核聚变动力办法。这是自1997年以来,研究人员初次在含有很多氚的 "托卡马克 "中进行试验。
6月,JET将开端交融更多的氚和氘,氘是另一种氢的同位素。ITER将运用这种燃料混合物,企图从核聚变反响中创造出比投入更多的能量,这是曾经从未展现过的。反响堆应该加热和约束氘和氚的等离子体,使同位素交融成氦气发生满足的热量来保持进一步的聚变反响。
JET的试验将有助于科学家们猜测ITER托卡马克中的等离子体将怎么运转,并规划出这一大型试验的运转环境。ITER将于2025年开端运转低功率氢反响。但从2035年起,它将以50:50的氘和氚混合燃料运转。
ITER和JET都坐落牛津大学邻近的Culham聚变动力中心(CCFE),运用极点磁场将等离子体约束在一个环中,并将其加热,直到发生聚变。JET中的温度能够到达1亿度,比太阳中心的温度高很多倍。
世界上最终一次用氚进行的托卡马克聚变试验也在JET进行。其时的方针是到达峰值功率,该设备成功地完成了创纪录的输出功率与输入功率之比(称为Q值)为0.67。这一纪录至今仍保持着,Q值为1则是收支平衡。但本年的方针是将相似水平的聚变能量保持5秒或更长时刻,从试验中取得尽可能多的数据,并了解持续时刻更长的等离子体的行为。
与氚打交道带来了共同的应战、JET的研究人员花了两年多时刻重新安装机器的部件,并预备处理放射性物质。这种同位素会敏捷衰变,因此在自然界中只呈现微量的氚,一般作为核裂变反响堆的副产品;世界上的供应量只要20公斤。
处理氚的部分应战在于,它与氘反响发生中子的速度远高于单纯的氘反响。商业反响堆会捕捉这些中子的能量来发电,但在JET中,高能粒子会遍及机器内部,损坏诊断系统。这意味着JET团队不得不将摄像机和其他仪器移到混凝土屏蔽后边。
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