英國一個首創(chuàng)性的反應堆正準備開始關鍵的燃料混合試驗纽帖,最終為ITER提供動力宠漩,ITER是世界上最大的核聚變實驗。核聚變是一種為太陽提供能量的現(xiàn)象懊直,如果物理學家能在地球上加以利用扒吁,它將是一種幾乎無限的能量來源。
12月旱醉,歐洲聯(lián)合火炬(JET)的研究人員開始用氚邀耽,一種稀有的放射性氫同位素進行核聚變實驗。該設施是耗資220億美元ITER項目一部分敬育,并擁有同樣的甜甜圈形 "托克馬克 "設計平葡,這是世界上最先進的核聚變能源方法崭守。這是自1997年以來,研究人員首次在含有大量氚的 "托卡馬克 "中進行實驗宗而。
6月浙辫,JET將開始融合更多的氚和氘,氘是另一種氫的同位素攻躏。ITER將使用這種燃料混合物郊檐,試圖從核聚變反應中創(chuàng)造出比投入更多的能量,這是以前從未展示過的跃唧。反應堆應該加熱和限制氘和氚的等離子體茴怀,使同位素融合成氦氣產(chǎn)生足夠的熱量來維持進一步的聚變反應。
JET的實驗將有助于科學家們預測ITER托卡馬克中的等離子體將如何運行剩喧,并設計出這一大型實驗的運行環(huán)境寺晌。ITER將于2025年開始運行低功率氫反應。但從2035年起澡刹,它將以50:50的氘和氚混合燃料運行。
ITER和JET都位于牛津大學附近的Culham聚變能源中心(CCFE)耘婚,利用極端磁場將等離子體限制在一個環(huán)中罢浇,并將其加熱,直到發(fā)生聚變沐祷。JET中的溫度可以達到1億度嚷闭,比太陽核心的溫度高很多倍。
世界上最后一次用氚進行的托卡馬克聚變實驗也在JET進行赖临。當時的目標是達到峰值功率胞锰,該設施成功地實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的輸出功率與輸入功率之比(稱為Q值)為0.67。這一紀錄至今仍保持著兢榨,Q值為1則是收支平衡嗅榕。但今年的目標是將類似水平的聚變能量維持5秒或更長時間,從實驗中獲得盡可能多的數(shù)據(jù)吵聪,并了解持續(xù)時間更長的等離子體的行為凌那。
與氚打交道帶來了獨特的挑戰(zhàn)、JET的研究人員花了兩年多時間重新安裝機器的部件嫌盲,并準備處理放射性物質董记。這種同位素會迅速衰變,因此在自然界中只出現(xiàn)微量的氚赐赁,通常作為核裂變反應堆的副產(chǎn)品檀塌;世界上的供應量只有20公斤。
處理氚的部分挑戰(zhàn)在于雕踊,它與氘反應產(chǎn)生中子的速度遠高于單純的氘反應前河。商業(yè)反應堆會捕捉這些中子的能量來發(fā)電昂幕,但在JET中,高能粒子會遍布機器內(nèi)部您风,破壞診斷系統(tǒng)幅挂。這意味著JET團隊不得不將攝像機和其他儀器移到混凝土屏蔽后面。