歐洲聯合環

歐洲聯合環,又稱歐洲聯合環流器,簡稱JET,是世界上最大的聚變反應堆,該核反應爐於1983年在英國牛津郡阿賓頓開始運轉。歐洲聯合環用於模擬賦予太陽能量的聚變過程,耗資巨大,僅重建JET將耗資大約12億美元。2013年7月,歐盟因經濟拮据,正考慮在2018年將其關閉。

簡介

歐洲聯合環歐洲聯合環
歐洲聯合環,簡稱JET,是世界上最大的聚變反應堆,位於英國牛津郡的卡勒姆科學中心。歐洲聯合環呈環狀,鑲嵌在一個直徑15米、大約20米高的容器內,有來自20個國家的600名研究人員為歐洲聯合環計畫服務,JET聯合計畫領導人是維斯特爾(Wüster)。

歐洲聯合環模擬賦予太陽能量的聚變過程。其背後的想法十分簡單:將氫同位素的混合體加熱到1億度,使原子核發生聚變反應,產生氦原子,中子和大量的能量。重建JET耗資大約12億美元。

JET的後繼者“國際熱核聚變實驗堆”(ITER)的體積將是JET的6倍,正在法國建造。 如果一切順利,它將成為世界上最大的聚變反應堆。

工作原理

JET的科研小組將0.1克冷的氫燃料噴入反應堆,並用無線電波、電流和粒子束產生的衝擊波來加熱。氫原子很快甩掉了它們的電子,產生熱得足以使原子核發生聚變的離子和電子的電漿
JET利用磁場會使帶電粒子發生偏轉的原理,螺旋形強磁場會防止電漿撞到反應堆內壁上。如果電漿撞到反應堆內壁上,會冷卻下來,從而使聚變反應無法進行。
歐洲聯合環很大,因為大型機器更能夠保留熱量。將電漿同較冷的反應堆內壁隔絕是維持聚變反應的關鍵。同較小的機器相比,在大型機器中,熱量散逸的時間較長。

產出能量

目前(截至2013年7月)為止,還沒有一座聚變反應堆的能源產出能夠超過其消耗。而JET是表現最好的,在1997年生產出了70%的投入量,創造了生產16.1兆瓦能量的記錄。
該反應堆保持著聚變產生能量的世界紀錄。但是在首次進行聚變反應13年之後,JET仍沒有達到一個臨界點——產出能量等於加熱電漿所需要的能量。

擬2018年關閉

JET原本預計在20世紀90年代關閉,但研究者進行了改造升級,使它能夠在聚變脈衝中工作更久。由於歐盟經濟拮据,難以負擔其國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目中應承擔的份額,因此歐盟正考慮在2018年將JET關閉,除非有歐盟外部的投資者加入。

學術研究

1.英國《原子》1988年9月號第35頁報導:1983年6月25日,聯合歐洲環產生第一個電漿脈衝。建成五年來,實驗計畫已完成了一半以上。目前(截至1983年6月),聯合歐洲環正在運行中,其性能已接近設計指標。該托卡馬克裝置在近5年來的電漿運行中,沒有發表有關診斷、加熱和燃料丸注入系統方面的文章。控制室幾乎沒有變化,因而,人們在一天中只能得到非常有限的診斷信息。

2.學術期刊《真空與低溫》 2006年2期:《中國環流器HL和歐洲聯合環JET的檢漏技術進展》報導:對氘氚放電的JET,使用普通的氦質譜檢漏儀(扇形磁體型)受到真空室壁釋放所吸留的氫同位素的、尤其是氘的嚴重干擾,因為示漏氣體氦(4H e,4.0026u)與氘(D2,4.0282u)的質量數十分相近。在氦質譜檢漏儀入口處串接選擇性抽氣泵——用液氮冷阱來抽除可凝氣體、用分子篩泵或10K低溫泵來抑制氫同位素本底,並前置一個渦輪分子泵來壓縮加強採樣氣流等。這種加強組合能使原先的氦質譜檢漏系統靈敏度提高3個量級以上。

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