核聚变反应堆创世界纪录：向清洁能源迈进一步！
英国的JET核聚变反应堆已经在能量输出方面取得了新的世界纪录，但是充足和清洁能源的潜力仍然遥遥无期
核聚变创造世界纪录，让我们更接近无限能源
在科学成就的激动人心展示中，欧洲联合托拉斯（JET），一台已有40年历史的聚变反应堆，最近创造了新的能量输出世界纪录，使我们比以往更接近清洁、无限的能源承诺。🌍💡
JET的科学家们成功地通过一种庞大的、被称为托卡马克的环形机器，在五秒内产生了惊人的69兆焦耳的聚变能量，超过了2021年创下的先前纪录。这一令人难以置信的壮举相当于12.5兆瓦的功率输出，足够为大约12,000个家庭供电。😮💥
英国核能大臣安德鲁·鲍威恰如其分地将这一突破性成果称为“JET的一曲绝唱”，JET于2023年12月结束了科学运营。来自欧洲研究人员联合体（EUROfusion）的300多名科学家和工程师在牛津这个曾经的核聚变测试基地的这些开创性实验中发挥了至关重要的作用。👩🔬👨🔬
这一成就不仅刷新了能源纪录，还增强了对未来聚变机器的信心，包括目前正在法国建设的耗资220亿欧元的ITER聚变反应堆。EUROfusion项目经理安布罗吉奥·法索利教授强调，这一成就不仅代表了一个纪录，还加深了我们对聚变物理的理解。这是我们追求清洁、可持续能源的重大飞跃。🚀🔬
但是，他们是如何做到的呢？托卡马克仅使用了0.2毫克的氘-氚燃料，将这些氢同位素加热到比太阳更热的温度，使它们的核融合在一起并释放出巨大能量。在实验过程中，这台机器的温度达到了令人难以置信的1.5亿摄氏度，瞬间成为了我们太阳系中最炽热的点。☀️🔥
⚡ 为什么关闭JET？
JET于1983年首次上线，一直是世界上最先进的实验性聚变反应堆，直到最近才被停运。它的实验对ITER和其他即将到来的聚变设备的发展起到了关键作用。那么为什么要关闭它呢？
早在1958年，当美国关于聚变的二战研究被解密后，引发了俄罗斯、英国、欧洲、日本和美国等国之间的争夺，以利用聚变产生能源。英国和欧洲决定联手，从而诞生了JET。然而，计划是ITER此时已经投入运行。英国和EUROfusion于2016年宣布关闭JET，希望ITER能够正常运行。🏭⏩
西班牙国家聚变实验室的聚变研究员埃米利亚·索拉诺承认了ITER的重要性以及其作为JET继任者的角色。然而，她也强调了这两个聚变实验之间的时间差距的重要性。为了弥合这个差距，索拉诺发起了一项反对关闭JET的请愿活动，认为这将对全球聚变社区产生负面影响。不幸的是，关闭JET的决定不仅仅基于科学考虑。英国因脱欧退出了欧洲原子能共同体，该组织为JET提供资金。尽管英国和欧盟一直保持着合作，但英国已明确表示正在独立追求自己的聚变利益。🇬🇧🇪🇺
说到独立，英国政府确认将不参与ITER大型项目，而选择追求自己的国内聚变能源战略。他们已经拨款20亿英镑用于开发球形托卡马克用于能源生产（STEP）项目，这是一种旨在产生比使用更多电力的网状聚变反应堆。英国和欧洲之间的研究战略分歧象征着脱欧后科研合作的紧张关系。🤝💔
⚡ 聚变能源能实现吗？
虽然JET取得的里程碑无疑是重要的，但科学家们在使聚变能商业化方面仍有很长的路要走。去年12月的实验消耗的能量超过了产生的能量，而聚变反应只能持续五秒钟。
尽管美国国家点火设施的团队成功创建了一个产生超过消耗能量的聚变反应，但他们的机器主要用于核弹头实验，而不是实际的能源解决方案。仍然存在许多挑战，包括开发能够耐受聚变反应堆内极端条件的材料，保持等离子体稳定性，并延长反应时间以产生可靠的动力。🧪🔥
此外，与气候危机的紧迫性相对比，聚变能的潜在好处显得更加突出。最近，欧盟的气候服务机构宣布全球变暖已经超过了工业化前水平1.5°C，这是历史上第一次发生。这一令人担忧的现象突显了未能达到《巴黎协定》中设定的目标。尽管丰富而清洁的聚变能似乎是解决我们能源需求的万灵药，但一些专家，如曼彻斯特大学的Aneeqa Khan，警告不要仅仅依靠聚变研究来进行能源转型。他们主张在短期内利用现有的低碳技术，如裂变和可再生能源，同时在长期发展聚变。这强调了拥抱多种低碳能源混合的重要性。⏳💡
总之，尽管即将关闭，JET取得的最近的世界纪录展示了在聚变能研究中取得的显著进展。这一突破使我们离清洁和无限能源的潜力更近了一步。然而，在实现商业化可行性的道路上仍然存在重大障碍。聚变能不是能够在一夜之间解决我们的能源和气候危机的万能药。它需要一种综合多样化的方法来满足我们的即时和长期能源需求。然而，通过JET取得的进展为核聚变这个迷人领域的未来突破奠定了基础。🔬💥
💡 问答
问：什么是核聚变？ 答：核聚变是两个原子核结合形成一个更重的核，并在此过程中释放出巨大的能量。这与太阳和其他星体的能量产生过程相同。
问：聚变和裂变有什么不同？ 答：聚变和裂变都是核反应过程，但具有相反的特征。聚变涉及原子核的组合，而裂变是原子核的分裂。聚变每个反应释放更多能量，但需要极高的温度和压力。
问：聚变能是否安全？ 答：聚变能具有极高的安全性潜力。与核裂变不同，聚变反应产生最少的放射性废物，并且不具备相同的融毁风险。此外，聚变燃料广泛可得，并且事故不会导致大规模有害辐射的释放。
问：目前是否有任何聚变电厂在运营？ 答：虽然目前没有商业化的聚变电厂在运营，但像JET和ITER这样的几个实验反应堆正在推动聚变研究的界限。这些项目旨在证明聚变作为一种实际可持续能源的可行性。
问：我们何时能够预计到有聚变电厂为电网供应能源？ 答：商业化聚变电厂的时间表仍不确定。迄今为止最雄心勃勃的聚变项目ITER计划在2035年开始氘-氚反应。然而，需要进一步的投资和技术进步，才能使聚变成为广泛应用的能源。
📚 参考链接
- 🌐 能源的未来：探索聚变能
- 🌐 聚变能可能改变世界的十种方式
- 🌐 突破温度壁垒：聚变研究的进展
- 🌐 聚变能的经济影响
- 🌐 通往聚变能的道路：挑战与机遇
- 🌐 聚变技术：开启星辰之力
- 🌐 公共和私人资金在聚变研究中的作用
- 🌐 聚变能的环境影响
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