国产在线国偷精品免费看-国产精品成人网站-亚洲av永久无码精品无码流畅-成全高清免费观看方法

全球最大核聚變實驗(ITER)將啟動燃料測試

2021-04-06 10:31  來源:Nature Portfolio  瀏覽:  

歐洲聯合環狀反應堆(JET)將執行一系列氘氚核聚變實驗,這是未來大型聚變實驗前的一次重要彩排。位于英國的一座尖端反應堆正在籌備核聚變混合燃料的關鍵性測試,這種燃料將最終點燃“國際熱核聚變實驗堆”(ITER)——全球規模最大的核聚變項目。

太陽釋放的能量即來自核聚變反應,如果物理學家可以在地球上駕馭它,它將成為取之不盡、用之不竭的能源。

 

JET研究人員已經開始用氚進行核聚變實驗。來源:EUROfusion (CC BY 4.0)


JET研究人員于去年12月開始用氚(氫的一種稀有放射性同位素)進行核聚變實驗。JET 反應堆是參照價值220億美元的ITER計劃、按1:10體積比建造的模型,它也采用了目前世界上最先進的核聚變落地方案——甜甜圈形狀的托卡馬克式設計。這是自1997年以來科學家們第一次在托卡馬克環里用顯著量的氚進行實驗。

今年6月JET將啟動等比例氘氚混合物聚變實驗(氚是氫的另一種同位素)。ITER計劃正是寄望于用這種混合燃料實現史無前例的聚變反應,實現能量輸出大于輸入。反應堆需要加熱并約束氘氚混合等離子體,直到這些同位素聚合為氦時釋放的熱量能維持聚變反應。

“這些年一直在準備的事情終于到了實戰節點,真是令人興奮,”JET課題組領隊之一Joelle Mailloux說,“我們準備就緒了。”

試運行


JET的實驗將幫助科學家們預測ITER的托卡馬克會遇到的各種情況,以便更為精準地設定后期大型實驗的運行參數。ITER首席科學家Tim Luce介紹說,“以目前的裝備來看,這是最接近ITER狀態的實驗。”他說這些實驗是約20年奮斗的成果。ITER位于法國卡達拉舍附近,它將于2025年啟動低能量氫核反應。但從2035年開始它將開始使用1:1比例的氘氚混合燃料。

JET隸屬于英國牛津附近的卡拉姆聚變能研究中心(CCFE)。ITER和JET都是通過極強的磁場將等離子體束縛在環狀軌道中并加熱至引發核聚變。JET工作溫度可以達到1億度,數倍于太陽核心溫度。

全球上一次用氚進行托卡馬克核聚變實驗的地方也是JET?當時的目標是打破能量峰值紀錄,最終其能量輸出輸入比(Q值)成功突破了0.67。該紀錄保持至今,Q值達到1意味著能量收支平衡。而今年的目標是將量級相當的聚變能量維持5秒或更長時間,以獲取盡可能多的數據并理解維持時間更長的等離子體的行為。

使用氚的難度很大——JET研究人員花費了兩年多時間更換設備零部件以準備好應對放射性物質。這種同位素衰減很快,只以極微量存在于自然界,常規來源是核裂變反應堆的附產品,其全球產能僅有20公斤。

氚難以處理的部分原因在于:相比純氘的反應,氘氚混合物反應的中子生成率要高得多。商用反應堆捕獲這些中子的能量來產生電能。但對于JET,這些高能粒子會持續轟炸設備內壁并損壞檢測系統。CCFE領隊Ian Chapman說,這意味著JET團隊不得不為攝像頭等儀器增設堅固的保護罩。

Chapman說“我們需要更新或重新設計每個流程”,從如何存儲到如何操作都要重來。一旦氚燃料實驗開始,中子轟炸會導致設施內部區域具有放射性,其后18個月不能有任何人進入。Chapman告訴我們,項目成員必須適應類似于航天工程師的思維方式:“你沒法置身現場解決問題,它必須一鍵啟動到位。”

分批注入的氚

此次JET會注入不到60克的氚并加以回收利用。托卡馬克里每天會將1克氚按3到14次分批注入混合燃料。Mailloux說,每次加注都是一次不同參數的實驗,會產生3到10秒的有用數據。“我們希望用得到的物理信息來驗證已有的認知,再據此準備后期設備。”她說。

某些實驗只使用氚,另一些實驗則使用氘氚的等比例混合物。兩種實驗都很重要,因為該項目的一個關鍵目標是理解氚的較大質量如何影響等離子體的行為(氚核有兩個中子,氘有一個而氫沒有)。這將幫助預測在ITER中使用不同同位素的效果。同位素的質量會影響達到“等離子體約束”狀態所需的磁場、電流、外部熱源等條件。(等離子體約束狀態下,高能粒子被束縛在電離氣體中,這對于維持等離子體溫度至關重要)。麻省理工學院的Anne White說:“我們想要理解這些影響和它背后的原因。”

與1997年實驗的另一個主要區別是,JET內部用以保護設備免遭熱輻射和中子轟炸、吸收等離子體中雜質的材料被更換成了和ITER一致的設計。由于這些材料也會反向輻射到等離子體中并引起冷卻,所以了解它們如何影響聚變過程至關重要。

Chapman說新生代聚變物理學家從沒有和氚打過交道,這讓本次實驗的運行顯得格外重要。“這次的實驗非常重要,人們都在等著看呢。”Luce補充道。

免責聲明:本網轉載自合作媒體、機構或其他網站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內容的真實性。本網所有信息僅供參考,不做交易和服務的根據。本網內容如有侵權或其它問題請及時告之,本網將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網站或直接、間接使用本網站資料者,視為自愿接受本網站聲明的約束。
相關推薦
法德部長訪美談綠色投資事宜:美歐醞釀組建“關鍵礦產俱樂部”

法德部長訪美談綠色投資事宜:美歐醞釀組建“關鍵礦產俱樂部”

本周早些時候,德國副總理兼經濟部長羅伯特 · 哈貝克與法國經濟部長布魯諾 · 勒梅爾啟程訪美
02-09
法國罷工暫停煉油廠和燃料庫的燃料運輸

法國罷工暫停煉油廠和燃料庫的燃料運輸

周二,法國全國范圍內就養老金改革提議舉行的罷工中斷了煉油廠和TotalEnergies燃料庫的燃料運輸
02-08
道達爾能源與法國液空集團將合作開發氫站網絡

道達爾能源與法國液空集團將合作開發氫站網絡

道達爾能源公司和法國液化空氣公司(Air Liquide)宣布,他們決定成立一家擁有同等股權的合資企業,以開發一個氫站網絡,主要供應歐洲主要道路走廊上的重型車輛
伊拉克石油部計劃與法國TotalEnergies簽署油氣和可再生能源項目協議

伊拉克石油部計劃與法國TotalEnergies簽署油氣和可再生能源項目協議

伊拉克石油部周四表示,伊拉克渴望與TotalEnergies達成協議,有報道稱這家法國能源公司計劃退出這個阿拉伯國家
日本福島第一核電站1號機組容器內部調查提取了可能源于核燃料碎片的沉積物

日本福島第一核電站1號機組容器內部調查提取了可能源于核燃料碎片的沉積物

日本東京電力公司表示,在福島第一核電站 1號機組的容器內部調查中,提取了可能源于核燃料 碎片的沉積物

推薦閱讀

熱文

Copyright © 能源界
主站蜘蛛池模板: 国产午夜伦鲁鲁| 久久九九久精品国产免费直播 | 私人家庭影院5777| 国产精久久一区二区三区| .精品久久久麻豆国产精品| 天干天干天啪啪夜爽爽av| 乱人伦人妻精品一区二区 | 久久久久久久久久久久久久| 成人免费的视频| 色欲国产麻豆一精品一av一免费| 国产高清自产拍av在线 | 国语自产少妇精品视频蜜桃| 中文字幕成人精品久久不卡| 亚洲av日韩av永久无码电影| 狠狠色综合tv久久久久久| 人禽交 欧美 网站| 亚洲色偷偷色噜噜狠狠99网| 97久久超碰国产精品2021| 欧美一区二区三区激情| 国产免费一区二区三区vr| 国产乱视频在线观看| 亚洲av无码乱码在线观看富二代| 国产ww久久久久久久久久| 日日噜噜夜夜狠狠久久丁香五月| 欧美性大战xxxxx久久久| 国产一区二区在线视频| 国产肥熟女视频一区二区三区| 欧美极品少妇无套实战| 国产乱子伦| 久久精品99久久香蕉国产| 激情欧美日韩一区二区| 日本mv高清在线成人高清| 国产日韩综合一区二区性色av| 乱人伦中文无码视频在线观看| 最新国产精品无码| 内谢少妇xxxxx8老少交| 欧美激情一区二区三区高清视频 | 亚洲 都市 校园 激情 另类 | 高清无码一区二区在线观看吞精 | 久久精品一区二区三区av| 国产精品久久无码不卡黑寡妇|