托卡马克JET启动新的氘Tri运动

经过18个月的准备和维修,全球最大的JET托卡马克恢复了工作,目标是明年开始使用氘tri等离子体,即明年开始发射。 真正的热核发射。 自90年代中期以来,还没有在托卡马克上进行过这样的实验,现在该通过实验来检验累积的新思想了。

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实验期间JET托卡马克真空室(直径约8米)和等离子体的合成图像。

正是在1997年的JET上,创下了磁阱的热核反应功率的记录-16兆瓦,持续了约100毫秒。 然而,持续时间受到中性注射系统运行时间的限制, 中性注入系统负责等离子体的外部加热。 如今,这些限制要温和得多,因此有计划将16兆瓦的燃烧保持5秒钟。 再一次,不再,因为 热核中子对真空室设计的总辐射有一定的限制。


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融合实验破纪录的能力概况和计划的未来

与1997年相比,一个重要的变化是反应器转移到了全金属包层中-碳纤维和石墨元素消失了。 后者一次帮助减少了具有高原子序数的材料的等离子体污染,并使所谓的“辐射阻挡层”通过了热核温度。 然而,随着时间的流逝,从操作的角度来看,金属壁仍然变得更好-更少的灰尘,更少的“ st”在of结构中。 对于分流器来说尤其如此-一种用于“排出”等离子体以从热核反应区域中除去热量和污染的元素。

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欧洲最近生产的ITER分流器是钨块熔覆和主动冷却。 直接部分以5-10兆瓦/ m ^ 2的功率(以锐角)占等离子流。

除了of与有希望的(在ITER计划中的)全金属壁之间的相互作用外,还将测试使用专用枪射击DT混合物中的冷冻颗粒来抑制ELM不稳定性的解决方案,以及关于等离子体行为的十足机器人的许多想法。

同样在“实验性DT运动#2-DTE-2”中,有史以来第一次计划在纯tri上进行等离子体实验。 由于of的质荷比是氘的质荷比的1.5倍,因此可以对对这一比率敏感的一组现象进行仿真和实验比较。

根据接下来几个月的计划,将开始调试机器,然后进行大约5个月的氘物理实验校准系列。 经过英国原子监督机构对所有系统使用with进行的准备工作进行了大约1个月的验证后,将开始3个月的物理TT计划。 随后将进行额外的安全培训,更多技巧,最后是为期四个月的DTE-2本身。


氢等离子体破裂后,JET首次发射。 减速40倍。

长期而困难地进入该实验程序既与the本身的滋扰有关,也与由于热核反应而引起的放射性有关。

t是一种挥发性物质,与任何氢一样,都是易燃和极放射性的气体。 要使用它,您必须将所有设备安装在不透气的手套箱中,并用密封的第二壳将管道包围,为建筑物配备减压系统(以减少泄漏到外部的可能性)和氧气减少(以防止火灾,如果是tri,这将是一场噩梦)。 总共可以在现场放置不超过20克的,以tri的氢化物(tre)的形式存储,并输送到加热系统中。 但在所有实验中燃烧将仅约1毫克。 “仓库”与需求之间的巨大差异是由于以下事实:当通过等离子体时,极小部分的burn会燃烧,而不幸的是,其余部分都受到氘和pro的污染,此后必须将混合物送入同位素分离中,但该系统不在JET现场。

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由于热核活化,JET真空室内的计算剂量率(放射性)值。 但是,这种激活很快下降了2-3个数量级。

在这里(以及将来-在ITER),第二重要的工程任务是使用激活的设计。 在DTE-2的尽头,真空室中心的辐射背景将达到80 mSv / h(每小时8次X射线),因此将使用遥控机器人在内部进行工作。 在准备过程中,他们已经在更换瓷砖,安装新瓷砖,安装各种传感器等方面进行了培训。

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JET内部的遥控机器人。 它在DTE-1之后拆除激活元件期间使用。

最后,应该提到另一个“时尚”的想法-液态锂壁,它解决了许多有关相机衬里对中子和等离子体的破坏作用的抵抗性的工程问题:这种壁与氘-plasma等离子体的相互作用将在JET上进行首次测试。

我认为,这样的计划一方面对于在ITER上启动全面的氘campaign运动至关重要,另一方面,它们强调了与DT反应合作所面临的巨大困难。 在热核能不是文明的“救命稻草”的情况下,很难预期DT反应堆的费率。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN413171/


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