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核聚变“老将”JET退役 40年经验为ITER与未来电站“铺路”

2026-04-02 09:05          核聚变 核技术

一、传奇落幕:服役40年的聚变实验先驱

位于英国库勒姆聚变能中心的联合欧洲环托卡马克装置,已于2023年底正式结束科学运行。这座世界上首个实现氘-氚聚变反应的托卡马克,在长达40年的运行中,创下了包括产生69兆焦耳聚变能在内的多项世界纪录,被誉为国际热核聚变实验堆的“缩小版原型”和“先驱者”。

二、核心贡献:验证ITER关键技术,扫清工程障碍

JET最重要的一项使命,是为正在法国建设的、规模更大的ITER装置扫清障碍。它在2011年将内部材料更换为与ITER相同的铍/钨“金属壁”,成功解决了材料吸附氚的难题,并积累了宝贵的中子防护、氚循环等关键数据。其开发应用的远程机器人维护技术,也将直接用于未来高辐射环境下的核聚变电站维护。

三、物理突破:离子回旋加热不仅是“加热器”,更是“控制开关”

JET装置上离子回旋共振加热​ 系统的40年研究,揭示了一项远超“加热”本身的重要结论:ICRF是聚变堆的“多功能执行器”。实验证明,它不仅能高效加热等离子体中心离子,还能主动稳定内部磁场、驱动等离子体旋转、抑制有害杂质向中心聚集。这意味着在未来ITER和DEMO等商用聚变电站中,ICRF将扮演维持反应稳定、提升输出功率的“控制中枢”角色。

四、关键验证:为燃烧等离子体“点火”与“维持”提供方案

JET最重要的成就是三次氘-氚聚变实验,它全面验证了ICRF是维持未来聚变堆高效运行的“终极依赖”。由于其他主流加热方式在大型等离子体中难以深入核心,ICRF成为唯一能将能量直接注入燃料离子、从而维持聚变反应链式进行的技术。JET实验数据表明,该技术在真实的聚变环境下高效可靠,为ITER的成功运行奠定了坚实物理基础。

五、遗产传承:40年数据铸就聚变能商业化的信心基石

JET运行40年所积累的海量物理数据和工程经验,是人类聚变研究的无价遗产。它不仅证明了磁约束聚变的科学可行性,更通过解决材料、加热、控制、安全运维等一系列工程难题,大幅降低了后续项目的风险。JET的“退役”,标志着人类聚变研究从“科学实验验证”正式迈入了“工程示范堆”建设的新纪元,为最终实现清洁、无限的聚变能源商业应用铺平了道路。


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