JET物理学者は、ITERトカマクの燃料をテストする準備ができています

イギリスのトカマク ヨーロピアントーラス (ジェット）間もなく、将来使用される燃料ミックスのテストを開始します ITER、世界最大の実験的核融合炉。 核融合は太陽の下で起こるプロセスです。 それらを習得することで、人類にほぼ無尽蔵のクリーンエネルギー源を提供することができます。

ジェット の10分のXNUMXです ITER。 XNUMX月に実験がありました トリチウム 始めた。 これにより、人類は1997年以来初めてリードしています 核融合反応 この要素のかなりの量が通過します。

今年のXNUMX月に、同量のトリチウムと 重水素 反応に関与しています。 これはまさにITERが機能する方法であり、核融合から投入するよりも多くのエネルギーを得ることができます。 これまでのところ、人類は核融合から正味のエネルギー獲得を生み出すことができていません。

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最後に、何年にもわたる準備を経て、テストを開始できるようになりました。 JETの科学プログラムを率いるJoelleMaillouxは、準備ができていると言います。 JETでの実験は、科学者がこれがどのように機能するかを予測するのに役立ちます プラズマ ITERで、それに応じて大きなトカマクの動作パラメータを調整します。 これは、現時点で実行できるITER条件の最も近いシミュレーションです、とのチーフサイエンティストであるティムルースは説明します。 ITER実験。 JETが準備しているテストは、2年にわたる研究の集大成です。 ITERは2025年に運用可能になる予定です。 この時点で彼には低エネルギーがあります 反応 水素で実行されます。 ただし、2035年以降は、トリチウムと重水素のみを1：1の比率で使用するようになります。 ITERとJETはどちらも、非常に強い磁場を使用してプラズマを保持および圧縮します。 JETの温度は摂氏100億度に達する可能性があります。 これは太陽の中心よりも何倍も高いです。

人類がトリチウム核融合で行った最後の実験は、JETでのみ行われた。 目的は、使用されたエネルギーに対する得られたエネルギーの比率の記録を樹立することでした。 JETは記録を打ち立てました Q = 0,67 これは今日でも有効です。 今年の実験の目的は、同様の結果を達成し、少なくとも5秒間反応を維持することです。 このようにして、科学者たちはプラズマの振る舞いに関するデータを長期間取得したいと考えています。

一緒に働く トリチウム スペシャリストに新たな課題を提示します。 のスペシャリスト ジェット 過去2年間、機器を調整し、この放射性元素を使用する準備をしてきました。 トリチウムは半減期が非常に短く、微量に自然に発生し、原子力発電所によって中間生成物として生成されます。 トリチウムの世界の総生産量はわずか20キログラムです。

すぐに トリチウム実験 JETの内部は放射性になり、18か月間は立ち入らないでください。 手順を変更する必要がありました。 すべてが最初に機能する必要があります。 そこに行って何かを微調整することはできません、とイアン・チャップマンは説明します。 テスト中、JETは60グラム未満のトリチウムを使用します。これはリサイクルされます。 トリチウムのグラムの一部を含む燃料は、3日14〜XNUMX回追加されます トカマク 注入されます。 これらの注入はそれぞれ、わずかに異なるパラメータを使用した個別の実験であり、それぞれが科学者に3〜10秒の有用なデータを提供します。 このようにして、私たちは現在の知識を検証し、それをさらなる作業に使用したいと考えています、とMaillouxは言います。 一部の実験ではトリチウムのみが使用され、他の実験ではトリチウムが使用されます トリチウム と 重水素 等しい比率で使用されます。

どちらのタイプの実験でも、研究者はトリチウムの質量が大きくなると、トリチウムの挙動にどのように影響するかを理解したいと考えています。 プラズマ 影響します。 この元素の原子核にはXNUMXつの中性子がありますが、重水素にはXNUMXつ、水素にはありません。 この研究は、将来ITERで何が起こるかを予測するのに役立ちます。 これは、同位体の質量が磁場またはプラズマの温度に影響を与えるためです。 「そこで何が起こっているのか、なぜ起こっているのかを調査する必要があります」と、MITのプラズマ物理学者であるAnnaWhiteは説明します。

1997年の最後のトリチウム実験とのもうXNUMXつの重要な違いは、 ジェット の内部と同じシールド材で裏打ちされています ITER。 これらの材料はプラズマにエネルギーを与えて冷却することができるため、それらが核融合にどのように影響するかを理解することが重要です。 そして、別の非常に重要な要素を忘れないでください。 人。 トリチウムを使った最後の実験は24年前に行われました。 新世代の物理学者は、この要素の経験がまったくありません。 今、彼らはより経験豊富な同僚から学ぶ機会があります。