歐洲聯合環（JET）是位於英國牛津郡卡勒姆科學中心的托卡馬克裝置，為全球最大運行中的聚變反應堆。該裝置由歐洲多國合作建造，1983年首次產生電漿脈衝，通過磁約束將氫同位素加熱至1億攝氏度實現核聚變，旨在模擬太陽能量釋放機制並為後續國際熱核聚變實驗堆（ITER）提供數據支持。
該裝置持續突破聚變能量紀錄：1997年完成首次氘氚實驗輸出22兆焦耳；2021年實現59兆焦耳能量輸出；2023年以0.2毫克燃料在5秒內釋放69兆焦耳能量。其環狀結構鑲嵌在直徑15米、高20米的容器內，由20國600名研究人員協作運營。2024年完成退役前最終實驗後，拆除工作將持續至2040年，期間為ITER項目驗證燃料選擇、電漿約束等技術路徑。
基本介紹
- 中文名：歐洲聯合環
- 位置：英國牛津郡的卡勒姆科學中心
- 簡稱：JET
- 成本：大約12億美元
- 用途：模擬賦予太陽能量的聚變過程
- 規模：直徑15米、大約20米高的容器
簡介,工作原理,現狀,工作人員,研究進展,
簡介
歐洲聯合環
規模：它環狀的反應堆鑲嵌在一個直徑15米、大約20米高的容器內。
位置：位於英國牛津郡的卡勒姆科學中心。
成本：重建JET將耗資大約12億美元。
後繼者：國際上的聚變反應研究人員希望建設一個叫做“國際熱核聚變反應堆”(ITER)的反應堆，它的體積將是JET的6倍。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
將燃料加熱到能夠導致聚變反應的溫度並保持這個溫度是極度困難的。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利用了一個事實：磁場會使帶電粒子發生偏轉。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。
為什麼這么大：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。
現狀
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。
2024年2月8日英國原子能管理局發布公報說，位於英國牛津郡的歐洲聯合核聚變實驗裝置（JET）在退役前最後進行的實驗中，創造了核聚變反應能量輸出的新世界紀錄。據該局介紹，這項實驗於2023年下半年實施，僅使用0.2毫克燃料就在約5秒的時間裡，通過核聚變反應持續產生69兆焦耳的能量。JET此前在2021年底創下的世界紀錄是在約5秒的時間裡持續產生59兆焦耳的能量。
工作人員
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)。
研究進展
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 THE PROGRESS OF LEAK DETECTION TECHNOLOGY IN CHINESE HL AND EUROPEAN JET TOKAMAKS 報導：對HL環流器系列裝置，開發了蒽-丙酮螢光液滲透檢漏用於真空內襯的零部件檢漏，靈敏度可以達到10-9Pa.m 3.s-1，示漏位置分辨小於0.5mm;對大容器真空檢漏，採用四極質譜計和氦質譜檢漏儀相配合的檢漏法，對壓力容器檢漏，開發了真空罩吸槍-氦質譜檢漏系統，還研製了適於抽除大量水汽的檢漏真空機組。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。
2022年2月，歐洲核聚變研發創新聯盟（EUROfusion）、英國原子能管理局（UKAEA）和國際熱核聚變實驗堆（ITER）聯合召開新聞發布會稱，世界上規模最大的核聚變反應堆歐洲聯合環狀反應堆（JET）中產生了能量輸出為59兆焦耳的穩定電漿。這是自1997年以來，世界首次氘氚核聚變實驗。
