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欧洲装置创造核聚变能输出新纪录

2022-02-17 19:51     来源:新华社     核聚变 等离子体

隶属于英国原子能管理局的卡勒姆聚变能源中心9日宣布,位于英国牛津郡的欧洲联合核聚变实验装置(JET)在持续5秒的核聚变实验中产生总共59兆焦耳的能量,大幅刷新其此前创造的纪录。

这项实验于2021年12月21日实施,产生的持续能量比1997年开展的类似实验多了一倍以上,当时该装置曾创下21.7兆焦耳能量的纪录。卡勒姆聚变能源中心当天在一份声明中说,这是具有里程碑意义的成果,对国际热核聚变实验堆起到重要的推动作用。

国际热核聚变实验堆计划简称ITER计划,由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施。该计划将在法国南部建成世界上最大的托卡马克装置。托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置。JET位于卡勒姆聚变能源中心,其科学业务由欧洲聚变能源发展联合会负责运营。它是迄今世界上规模最大的托卡马克装置,被视为ITER的重要试验台。

在实验过程中,甜甜圈形状的JET将氢的同位素组成的气体加热到1.5亿摄氏度,并利用磁场将其形成的高温等离子体约束在装置中。在高温高压条件下,氢的同位素聚变生成氦,以中子的形式释放能量。为了打破能量纪录,本次实验使用了氢的两种同位素氘和氚组成的混合燃料。“氘氚聚变”产生的中子远多于单纯的氘聚变,会增加能量释放。

目前仍处于建造中的ITER装置也计划使用氘氚混合物作为聚变燃料。美国麻省理工学院等离子体物理学家安妮·怀特评价说,这项实验是近20年工作的成果,对帮助预测、指导ITER的运行十分重要。

核聚变反应有望为人类提供近乎无限的清洁能源,对于解决全球能源危机至关重要。本次实验的成功朝着未来利用核聚变能又迈出一步。英国原子能管理局首席执行官伊恩·查普曼说:“很明显,我们必须做出重大改变来应对气候变化,而核聚变提供了如此巨大的潜力。”

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