全面协作发力研究,欧洲主要装置集体迈入高强度实验阶段

4月7日,EUROfusion发文介绍了欧洲实验室全面发力聚变能研究,系统展示了主要核聚变实验装置取得了一系列成果,彰显了欧洲在开发聚变能源这一全球可持续能源探索中的强大协作与领导地位。

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一、欧洲主要装置及近期成果

JET(英国)2023年底实验中实现69MJ的聚变能量,为高功率持续聚变及ITER实验准备奠定重要基础。

MAST Upgrade(英国):创新性采用"Super-X"偏滤器设计,有效降低壁面热负荷,改善了未来聚变电站的排热方案。英国原子能管理局(UKAEA)科学主管James Harrison透露,该装置当前正在开展第四轮实验,聚焦高性能等离子体约束与稳定,结合理论与模拟推进商用聚变能源进程

WEST(法国)展示了超长等离子体持续时间,验证了ITER及未来聚变电站所需的长脉冲物理与技术方案。法国原子能委员会磁约束聚变研究所所长J. Bucalossi博士指出,WEST凭借超导磁体和ITER级水冷壁面组件,实现了ITER目标级千秒级等离子体脉冲,标志着长脉冲运行技术的重大突破。

TCV(瑞士)主要用于研究先进等离子体构型,通过新型控制方法优化等离子体稳定性与性能。瑞士等离子体中心负责人Stefano Coda博士强调,TCV在等离子体成形与加热组合上的灵活性使其能快速响应新理论,近期在逃逸电子抑制、无边界局域模(ELM)运行模式及先进排热方案上取得进展。

ASDEX Upgrade(德国)主要用于探索等离子体约束与边缘物理极限,为ITER运行及未来反应堆设计提供依据。IPP等离子体边缘物理学研究负责人Rachael McDermott教授表示,该装置通过高功率通量集成与反应堆级壁面材料测试,结合理论建模为ITER和未来反应堆提供关键预测。

Wendelstein 7-X(德国):彰显仿星器设计优势,如无扰动的长脉冲等离子体,为托卡马克研究提供互补视角。项目负责人Robert Wolf教授指出,该仿星器通过先进偏滤器验证长脉冲运行能力,证明仿星器路线是聚变能源的可行路径。

来自全欧洲的科学家共同参与这些突破性研究,为培养横跨欧洲的专家团队奠定基础,这些专家将助力ITER等下一代装置的科研应用。此外,欧洲其他实验室在诊断工具、高热通量组件测试、材料研发等领域的关键技术工作,直接支持着全球最大聚变实验装置ITER及旨在验证聚变商用的欧洲DEMO计划。

二、跨国协作开发JT-60SA

除了欧洲本土的聚变研究装置外,日本和欧洲还在Broader Approach活动框架下,合作开发了一个托卡马克聚变装置JT-60SA。该装置已经在2023年底实现首次等离子体运行,目前也是ITER投运前全球最大托卡马克。欧洲也通过F4E(Fusion for ENERGY)提供了包括超导线圈在内的诸多核心部件。

F4E项目负责人Sam Davis表示:“JT-60SA将在培养下一代聚变人才中发挥关键作用。”该装置计划于2026年升级至更高性能,为ITER与DEMO积累重要数据。

基于JET与WEST等装置的里程碑成就,欧洲持续引领聚变研究。各实验装置通过材料测试、等离子体控制优化及抗损组件设计,为ITER与DEMO的成功铺路。Gianfranco Federici总结道:“欧洲聚变界的奉献精神与坚实的政治社会支持,使我们在这一全球事业中处于前沿。我们的目标是以科学成就推动ITER成功,加速实现商用聚变能源的愿景。”

参考链接:

https://euro-fusion.org/eurofusion-news/european-labs-lead-the-way-europes-fusion-energy-research-in-full-swing/