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走近科學
你知道關系到世界能源未來的ITER計劃么？
2018-12-27
2006年5月24日，中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國七方正式簽署聯合實施協定，啟動實施國際熱核聚變實驗堆(ITER：International Thermonuclear Experimental Reactor)計劃，將繼承當今國際上受控磁約束核聚變的主要科學和技術成果，在此后35年的時間內，首次建造可實現大規模聚變反應的聚變實驗堆。
核聚變是解決人類未來能源危機的最佳方案，近半個世紀以來，經過各國對聚變能科學可行性展開的理論與實驗探索研究，“托卡馬克，，途徑逐漸顯示出了獨特的優點。托卡馬克裝置又稱環流器，是一個由環形封閉磁場組成的“磁籠”，高溫等離子體被約束在這“磁籠”中，并且遠離無法承受此熱度的反應堆壁，托卡馬克利用磁場來暫停并壓縮氫等離子體。20世紀90年代，在歐洲、日本、美國的幾個大型托克馬克裝置上，聚變能研究取得突破性進展，初步進行了氘-氚反應實驗，得到16兆瓦的聚變功率，驗證了聚變能的可行性，科學家們也認識到，如果擴大此類裝置的規模，有可能獲得接近聚變條件的等離子體。
作為聚變能實驗堆，ITER的目標是把上億度、由氘氚組成的高溫等離子體約束在體積達837立方米的“磁籠”中，產生50萬千瓦的聚變功率，持續時間達500秒。50萬千瓦熱功率已經相當于一個小型火電站的水平。這將是人類第一次在地球上獲得持續的、有大量核聚變反應的高溫等離子體，產生接近電站規模的受控聚變能。在ITER上開展的研究工作將揭示這種帶有氘氚核聚變反應的高溫等離子體的特性，探索它的約束、加熱和能量損失機制，等離子體邊界的行為以及最佳的控制條件，從而為今后建設商用的核聚變反應堆奠定堅實的科學基礎。
實驗聚變堆已于2005年在法國南部普羅旺斯卡達拉舍開始建造，讓我們期待ITER計劃早日實現!
引自：公眾核科學技術知識問答叢書之三《核電造福你我他》，科學出版社，2013年
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