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標題: 歐洲聯合環狀反應堆 [打印本頁]

作者: onlun8 時間: 2021-4-4 03:20 PM 標題: 歐洲聯合環狀反應堆

歐洲聯合環狀反應堆（Joint European Torus，JET）是設在英國牛津郡卡勒姆核聚變中心（Culham Centre for Fusion Energy）的磁局限融合物理實驗反應堆，由歐洲多國共同合作計劃，主要目標為探索未來托卡馬克熱核反應堆的建設條件和等離子體行爲，開闢未來核聚變能的道路[1][2]。JET在1984年建成時為世界上最大的托卡馬克聚變裝置，目前仍保持聚變能量增益因子（Q值）的世界紀錄（Q=0.67）[3]，也是第一座成功運行D-T聚變的反應堆。

核聚變將諸如氫原子核一類的較輕的原子核結合形成較重的原子核。原子核帶正電，故庫侖力會阻礙原子核的結合。克服庫侖勢壘需要大量的能量。輕核所帶的電荷少，因此它們聚變時需要克服的勢壘越小，釋放出的能量就越多。隨著原子核質量的增加到一個臨界點時，聚變反應所需克服的位能大於反應放出的能量，即沒有淨能量產生。這一臨界點是鎳-62。

氘核與氚核是核聚變的最佳燃料。它們都是氫原子核的重同位素。由於中子與質子比相對較高，它們的勢壘也就較小。電中性的中子通過核力使得原子核中的核子緊密地結合在一起。氚核的中子與質子比（2個中子，1個質子）是穩定原子核中最高的。增加質子或減少中子都會使得克服勢壘所需的能量變多。

一般條件下氘核與氚核的混合態不會產生持續的核聚變。由於核子之間的距離小於10fm才會有核力的作用，因此核子必須靠外部能量聚合在一起。就算在溫度極高，密度極大的太陽中心，平均每個質子要等待數十億年才能參與一次聚變。[2]要使聚變能夠實際應用，原子核利用率必須大幅提升：溫度提升到10的8次方K，或施加極大的壓強。實現自持聚變反應並獲得能量增益的關於密度和壓強的必要條件就是慣性約束聚變。這一準則自1950年代氫彈爆炸成功而聞名，而在地球上實現慣性約束聚變十分困難。

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