

日本和欧盟已正式启动世界上最大的实验性核聚变工厂的测试。该六层高的 JT-60SA “托卡马克”设施位于东京以北约 137 公里处,在其圆形、磁绝缘的反应堆内将等离子体加热到 2 亿摄氏度(约 3.6 亿华氏度)。尽管 JT-60SA 在 去年 10 月 的一次试运行中首次通电,但合作政府于 12 月 1 日的公告 标志着世界上最大的聚变中心正式开始运营,重申了“在聚变能源领域的长期合作”。
“托卡马克”——这是俄语“带磁线圈的环形室”的缩写——几十年来一直引领着研究人员向实现可持续绿色能源生产的“圣杯”迈进。托卡马克通常被描述为一个大型空心甜甜圈,里面装有气态氢燃料,然后使用强大的磁线圈外壳以极高的速度旋转。如果一切按计划进行,强大的力会将原子电离形成氦等离子体,就像太阳产生能量一样。
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欧盟能源委员卡德里·西蒙在 落成典礼 上表示,JT-60SA 是“世界上最先进的托卡马克”,代表着“聚变历史上的一个里程碑”。
“聚变有可能成为本世纪后半叶能源结构的关键组成部分,”她继续说道。
但即使这样的革命性里程碑得以实现,也可能不会在 JT-60SA 上。与仍在建设中的姊妹项目——欧洲的国际热核聚变实验堆(ITER)一起,这些项目仅旨在展示可扩展聚变的**可行性**。目前的估计是 ITER 将于 2025 年某个时候开始运行,尽管自 2011 年 奠基 以来,该项目一直面临财务、后勤和建设问题。
与西蒙一同出席的专家 认为,实现可持续核聚变将标志着一个革命性的时刻,可以确保无排放的可再生能源未来。然而,将能源变为可行的现实,充满了技术和经济上的障碍。研究人员为此目标追逐了很长时间:世界上第一个实验性托卡马克由苏联于 1958 年 建造。
虽然研究人员现在可以在世界 多个设施 中 产生聚变能,但通常是净亏损。然而,通过在 JT-60SA 等设施中进一步推进技术,行业专家认为,聚变反应堆定期实现净能量生产增长只是时间问题。
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与此同时,另一条通往聚变能源的可能道路也在取得有希望的进展。今年早些时候,位于北加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(NIF)使用惯性约束聚变方法第二次 实现了净能量增益。在这个过程中,一个高功率激光被分成 192 条光束,然后照射到一个包含氚和氘颗粒的胶囊上。产生的 X 射线产生压力和温度,进而引发聚变。
无论采用哪种工艺——无论是托卡马克反应堆还是 ICF 激光——成功的核聚变设施在最终将人类从化石燃料转向清洁能源方面都能发挥重要作用。