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世界最大核聚变反应堆JET因资金问题将提前关闭

来源:新华网
原标题 [世界最大核聚变反应堆JET因资金问题将提前关闭(图)]
JET项目最早将在2018年关闭,比ITER项目启动足足提前了2年,这使得很多核聚变研究者倍感忧虑。

  JET项目最早将在2018年关闭,比ITER项目启动足足提前了2年,这使得很多核聚变研究者倍感忧虑。

  据《中国科学报》报道 目前世界上规模最大的核聚变反应堆欧洲联合环(JET)在上个月迎来了自己的30岁生日,而坏消息是:它可能时日无多了。

  国际热核聚变实验堆(ITER)作为JET的后继者正在法国建造。由于欧盟经济拮据,难以负担其ITER项目中应承担的份额,因此欧盟正考虑在2018年将JET关闭,除非有欧盟外部的投资者加入。

  JET负责人Francesco Romanelli说:“欧盟各成员国的共识是,最起码保持JET运营到2018年。在那之后,将综合考虑ITER的需求和其他国际合作伙伴的利益之后再作决断。”

  表现良好

  JET与ITER都是为了实现利用核聚变生产能源而建造的实验反应堆。这种生产方式与传统核电站所利用的核裂变完全不同,具有极高的技术挑战性。到目前为止,还没有一座聚变反应堆的能源产出能够超过其消耗。而JET是表现最好的,在1997年生产出了70%的投入量。ITER则旨在产出至少10倍于投入的能量。

  JET位于英国Culham,建于上世纪70年代和80年代早期,这个被称为托卡马克的装置外形酷似甜甜圈,能利用强力磁场来控制它的燃料(一种氢同位素的电离气体或等离子体,经过高温加热到1亿开尔文)。这种磁场能够避免等离子体碰触容器壁以及融化内壁,而等离子体则通过粒子光束和无线电波被加热。很多诊断设备林立在JET上,以便随时探查托卡马克的内部情况。

  没有人想到JET能够运转如此之久。欧盟研究与创新委员会能源研究主管Andr?觃s Siegler在周年纪念活动上说:“JET的设计煞费苦心,尤其体现在其规模上,而这也正是它直到今天仍在运转的原因。”

  JET原本预计在上世纪90年代关闭,但研究者进行了改造升级,使它能够在聚变脉冲中工作更久。1997年,JET创造了生产16.1兆瓦能量的记录。

  贴近ITER

  在2009年至2011年之间,JET的研究者对反应堆容器进行了改造,使用了ITER计划使用的铍与钨的混合物。在此之后,研究者开始着手研究这个ITER式的容器是如何影响等离子体活动的,到目前为止,JET基本运转良好。

  研究者迫切希望维持JET的运转,因为它是全世界所有托卡马克中最接近ITER的反应堆,无论是在规模、外形,还是等离子体的使用上。JET同时还是唯一使用氘氚混合物为燃料的托卡马克,与即将投入运转的ITER所使用的燃料相同。这种燃料具有放射性,需要极精细地操作,但却能产出最多的能源。

  专门研究ITER式外壁对JET运转影响的工作组负责人Guy Matthews说:“研究者将在本月启动旨在测试"ITER式脉冲"的方案。我们会尽一切努力将测试贴近ITER的运转条件。”他们计划在2017年进行一系列氘氚混合物燃烧试验,以便了解如何能最有效率地运转ITER。

  在此之后,JET的命运很大程度上将取决于资金。目前,欧盟2014年至2020年的预算细节尚在审议之中。但很多信号显示核聚变的预算并不富裕,JET必须与其他多个小型聚变实验项目共享科研资金。

  另外欧盟还将负担ITER项目45%的运营成本,合计160亿欧元的项目成本已经数次超过原有的预算。一位不愿意透露姓名的核聚变研究者说:“ITER项目的高额预算被刻意回避了。”

  陷入危机

  JET项目最早将在2018年关闭,比ITER项目启动足足提前了2年,这使得很多核聚变研究者倍感忧虑。一些人认为,如果ITER项目延迟将导致一些核聚变研究者转变研究领域。一些人还说,如果JET与ITER能够同时运转的话,就可以在不干扰ITER生产日程的条件下,利用规模相对较小的JET进行实验。Matthews说:“该建议的核心是:我们需要JET来培训合格的ITER运营团队。”

  欧盟官方正与包括中国、印度、俄罗斯、韩国以及美国在内的ITER项目其他合作伙伴进行磋商,以便为JET项目2018年后的运转拉拢资金。他们认为,JET平均每年的运营成本只有6000万欧元,这是一大亮点。但许多欧盟外部的合作伙伴也备受核聚变科研经费紧缩,以及ITER项目建设资金的困扰,可能有心无力。

  一项已经提出的实验计划可能延长JET的寿命。该实验旨在研究核聚变中等离子体的不稳定状态。在这一状态下的等离子体会释放出潜在破坏性能量。印度研究者与JET开展合作,已经为在JET反应堆上加装相关控制磁线圈起草了初步计划,该计划的目的是检测这些磁线圈在类ITER环境下的实际效果。如果该计划能够获得一些ITER项目合作伙伴的资助,那么这些磁线圈将在2016年安置在JET上,并于2017年至2020年与氘氚混合物燃烧试验同期进行实验。

  Romanelli说:“我们不能确保将来不会出现需要JET来进行实验的项目,JET是ITER项目最理想的实验平台。但是当ITER项目启动以后,我们应当把精力集中到ITER身上。”

  链接

  欧洲联合环,简称JET,是世界上最大的聚变反应堆。该反应堆位于英国牛津郡的卡勒姆科学中心。它环状的反应堆镶嵌在一个直径15米、大约20米高的容器内。反对堆模拟赋予太阳能量的聚变过程。其背后的想法十分简单:将氢同位素的混合体加热到1亿开尔文,使原子核发生聚变反应,产生氦原子、中子和大量的能量。重建JET将耗资大约12亿美元。国际上的聚变反应研究人员希望建设一个叫做“国际热核聚变反应堆”(ITER)的反应堆,它的体积将是JET的6倍。如果一切顺利,它将成为世界上最大的聚变反应堆。目前,有来自20个国家的600名研究人员为欧洲联合环计划服务。

  将燃料加热到能够导致聚变反应的温度并保持这个温度是极度困难的。JET的科研小组将0.1克冷的氢燃料喷入反应堆,并用无线电波、电流和粒子束产生的冲击波来加热。氢原子很快甩掉了它们的电子,产生热得足以使原子核发生聚变的离子和电子的等离子体。JET利用了磁场会使带电粒子发生偏转这样一个事实。螺旋形强磁场会防止等离子体撞到反应堆内壁上。如果等离子体撞到反应堆内壁上,会冷却下来,从而使聚变反应无法进行。 (来源:新华国际)
news.sohu.com false 新华网 http://news.xinhuanet.com/world/2013-07/18/c_125027745.htm report 3252 JET项目最早将在2018年关闭,比ITER项目启动足足提前了2年,这使得很多核聚变研究者倍感忧虑。据《中国科学报》报道目前世界上规模最大的核聚变反应堆欧洲联合

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