全球最大实验性托卡马克核聚变反应堆正式投入运行

日本和欧盟已正式启动全球最大核聚变实验工厂的测试。这座六层楼高的 JT-60SA“托卡马克”设施位于东京以北约 85 英里处，其圆形磁绝缘反应堆内的等离子体温度可达到 2 亿摄氏度（约 3.6 亿华氏度）。尽管 JT-60SA 早在 10 月份的一次试运行中就已启动，但两国政府于 12 月 1 日宣布这一消息，标志着全球最大核聚变中心正式开始运营，重申了双方“在核聚变能源领域的长期合作”。

托卡马克（俄语中意为“带磁线圈的环形腔”）几十年来一直是研究人员努力实现可持续绿色能源生产的“圣杯”的动力。托卡马克通常被描述为一个巨大的空心甜甜圈，里面充满了气态氢燃料，然后使用强大的磁线圈外壳以极高的速度旋转。当一切按计划进行时，强大的力量会使原子电离形成氦等离子体，就像太阳产生能量的方式一样。

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欧盟能源专员卡德里·西姆森在落成典礼上将 JT-60SA 称为“世界上最先进的托卡马克”，代表着“核聚变历史上的里程碑”。

她继续说道：“核聚变有可能成为本世纪下半叶能源结构的关键组成部分。”

但即使跨越了这样一个革命性的里程碑，它很可能也不会出现在 JT-60SA 上。与它仍在建设中的兄弟项目——欧洲国际热核聚变实验反应堆 (ITER) 一样，这两个项目的目的仅仅是展示可扩展聚变的可行性。目前的希望估计 ITER 将在 2025 年左右开始运行，尽管该项目自 2011 年破土动工以来一直面临着财务、后勤和建设问题。

与西姆森一样，专家们也认为，实现可持续的核聚变将标志着一个革命性的时刻，可以确保无排放、可再生能源的未来。然而，让这种能源成为现实却充满了技术和经济障碍。研究人员长期以来一直在追逐这一目标：世界上第一个实验性托卡马克装置早在 1958 年就由苏联建造。

虽然研究人员现在可以在世界各地的多个设施中产生聚变能量，但通常都是净损失。然而，通过在 JT-60SA 等设施进一步推进该技术，业内专家认为，聚变反应堆定期实现净能量生产增益只是时间问题。

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与此同时，另一条通往聚变能源的可能道路也正在取得令人鼓舞的进展。今年早些时候，北加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置 (NIF) 使用惯性约束聚变方法第二次实现了净能量增益。在这个过程中，高功率激光被分成 192 束，然后击中一个装有氚和氘颗粒的胶囊。产生的 X 射线产生压力和温度，然后引发聚变。

无论哪种过程——托卡马克反应堆还是 ICF 激光器——成功的核聚变设施都将在人类最终摆脱化石燃料的过程中发挥重要作用。