科学家将测试ITER(国际热核聚变实验反应堆)的燃料

2021-02-25 14:05  来源:cnBeta.COM  浏览:  

英国一个首创性的反应堆正准备开始关键的燃料混合试验,最终为ITER提供动力,ITER是世界上最大的核聚变实验。核聚变是一种为太阳提供能量的现象,如果物理学家能在地球上加以利用,它将是一种几乎无限的能量来源。

12月,欧洲联合火炬(JET)的研究人员开始用氚,一种稀有的放射性氢同位素进行核聚变实验。该设施是耗资220亿美元ITER项目一部分,并拥有同样的甜甜圈形 "托克马克 "设计,这是世界上最先进的核聚变能源方法。这是自1997年以来,研究人员首次在含有大量氚的 "托卡马克 "中进行实验。

6月,JET将开始融合更多的氚和氘,氘是另一种氢的同位素。ITER将使用这种燃料混合物,试图从核聚变反应中创造出比投入更多的能量,这是以前从未展示过的。反应堆应该加热和限制氘和氚的等离子体,使同位素融合成氦气产生足够的热量来维持进一步的聚变反应。

JET的实验将有助于科学家们预测ITER托卡马克中的等离子体将如何运行,并设计出这一大型实验的运行环境。ITER将于2025年开始运行低功率氢反应。但从2035年起,它将以50:50的氘和氚混合燃料运行。

ITER和JET都位于牛津大学附近的Culham聚变能源中心(CCFE),利用极端磁场将等离子体限制在一个环中,并将其加热,直到发生聚变。JET中的温度可以达到1亿度,比太阳核心的温度高很多倍。

世界上最后一次用氚进行的托卡马克聚变实验也在JET进行。当时的目标是达到峰值功率,该设施成功地实现了创纪录的输出功率与输入功率之比(称为Q值)为0.67。这一纪录至今仍保持着,Q值为1则是收支平衡。但今年的目标是将类似水平的聚变能量维持5秒或更长时间,从实验中获得尽可能多的数据,并了解持续时间更长的等离子体的行为。

与氚打交道带来了独特的挑战、JET的研究人员花了两年多时间重新安装机器的部件,并准备处理放射性物质。这种同位素会迅速衰变,因此在自然界中只出现微量的氚,通常作为核裂变反应堆的副产品;世界上的供应量只有20公斤。

处理氚的部分挑战在于,它与氘反应产生中子的速度远高于单纯的氘反应。商业反应堆会捕捉这些中子的能量来发电,但在JET中,高能粒子会遍布机器内部,破坏诊断系统。这意味着JET团队不得不将摄像机和其他仪器移到混凝土屏蔽后面。

免责声明:本网转载自合作媒体、机构或其他网站的信息,登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考,不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之,本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
相关推荐
未来的核太空任务可能需要“热机器人”

未来的核太空任务可能需要“热机器人”

深空探索的未来可能取决于一些工程师所说的 "热机器人"。这些机器人被设计用于人类无法到达的地方,并且有一天可能被要求执行对人类工作人员或甚至其他机器人来说太危险的任务。
英国推迟决定是否建设塞兹维尔C核电项目

英国推迟决定是否建设塞兹维尔C核电项目

2022年7月7日,英国商业、能源和工业战略部(BEIS)部长Paul Scully表示,英国政府已决定将塞兹维尔C(Sizewell C)核电项目关键性规划批准决议时间从7月8日推迟至7月20日。Scully并未说明延迟批准开发同意令(DCO)的原因,但表示这一举动对项目是否需要改进无影响。有消息称,推迟原因或与英国政坛近期的波动有关。
英国正在加速提高核电产能

英国正在加速提高核电产能

英国似乎正在全力推进其核电计划。从大到小,英国政府正在鼓励发展各种核电,因为它为广泛的清洁能源项目提供支持,以巩固其国内能源安全的未来。 俄乌冲突和随后对俄罗斯能源实施制裁之后,几个欧洲大国正在竞相提高其化石燃料和可再生能源的产量,以帮助他们避免短缺并确保其能源安全。在一些国家全力以赴开展可再生能源项目的同时,其他国家正在支持更具争议性的核能开发。在过去的几十年里,世界上大部分地区都在大力摒弃核电,而一些国家的政府正在重新接纳这种备受批评的能源。
欧盟将核能等列为绿色能源 或吸引更多资金进入相关领域

欧盟将核能等列为绿色能源 或吸引更多资金进入相关领域

欧洲议会确认了核能与天然气的过渡能源地位,相关项目将符合欧盟绿色投资规则,未来可能吸引数十亿欧元资金。具体结果显示,欧洲议会全会以278票赞成、328票反对、33票弃权的表决结果驳回了动议,消除了欧盟将这两种能源归为可持续投资的“过渡”能源的最后一道障碍。
核电或成能源低碳转型现实选择

核电或成能源低碳转型现实选择

在应对气候变化浪潮下,世界主要经济体积极推动能源绿色低碳转型,超过130个国家和地区提出了碳中和目标。同时,在新冠肺炎疫情蔓延、极端天气频发、地缘政治冲突等多重因素影响下,自去年下半年起,全球能源市场剧烈震荡,油气等能源价格一路飙升,引发多国严重的能源安全危机。在此背景下,一度颇受冷遇的核电近期又重回各国视野。欧盟、英国、韩国等国释放出重启或加快核电发展的积极信号,连承诺“2022年底弃核”的德国国内也出现延长核电寿命的声音。

推荐阅读

热文

Copyright © 能源界