JET聚变装置退役研究为未来设计提供关键数据

远程操作技术已被用于从欧洲联合环（Joint European Torus）中移除66块样品瓦片和其他组件。这些组件目前正在接受研究，以为这座创纪录的聚变设施的未来退役计划提供信息。

英国原子能管理局（UKAEA）正在对欧洲联合环（JET）进行退役工作，该设施在作为世界领先聚变设施运行40年后，于2023年12月结束了等离子体科学运行。

UKAEA表示，通过对"包括铍、钨和因科镍合金在内的材料进行表征和分析"，JET"延续其40年来世界领先的研发传统，为可持续聚变能源领域提供信息和支持"。

在2024年末使用远程操作机器人技术（见上图）精心移除的瓦片和其他组件正在接受研究，以"评估材料的关键物理、化学和放射性特性"。

除了帮助制定退役计划外，这些研究"还初步表明了多年高功率等离子体对面向等离子体组件的影响"。

研究结果将有助于为未来聚变电站设计提供信息（图片来源：UKAEA）

UKAEA表示，在JET运行接近尾声时，他们特意进行了"损伤机制影响的研究——这包括多次故意制造的等离子体破裂及相关电磁力，以及将电子瞄准JET的内壁。通过有意制造这些条件，他们能够观察到表面熔化和反向瀑布效应，为未来聚变装置缓解这些问题提供了独特见解"。

正在研究的部分故意损伤（图片来源：UKAEA）

UKAEA JET退役和再利用首席废物工程师Lewis Simmons表示："样品回收计划移除了我们一些最有趣和最复杂的材料，对这些材料进行实验或分析可以了解托卡马克系统其余部分的情况。这为我们提供了一个很好的机会来基准测试所有预测模型，并为全面退役做计划。"

除了与EUROfusion合作进行激光诱导击穿光谱实验外，UKAEA还开发并实施了激光诱导解吸四极质谱法，这是一种使用高功率激光测量氚和其他元素在JET容器内瓦片和组件上吸附情况的方法。

UKAEA等离子体材料表面科学家Yevhen Zayachuk表示，这些技术"将使我们能够实时或近实时监测燃料在壁材料内积累的动态。从JET容器中移除的样品研究将用于支持这些技术的发展"。

什么是JET？

JET是一个托卡马克聚变系统，具有环形真空室，在极端高温和压力作用下，气态氢燃料变成等离子体。等离子体的带电粒子可以通过放置在容器周围的大磁线圈进行成形和控制，以将热等离子体限制在远离容器壁的位置。它是唯一能够处理氚燃料的运行中的托卡马克聚变装置，并且是多国ITER聚变研究项目准备工作的关键设备，该项目目前正在法国南部建设中。

JET是一个欧洲项目，由欧洲研究人员共同建造和使用。它现在由UKAEA拥有并在其最后几年运营，并被来自28个欧洲国家的科学家用于通过EUROfusion联盟协调的工作来研究未来无碳聚变能源的潜力。该托卡马克的首次氘-氚实验于1997年进行。

JET使用氘和氚燃料的最后实验于2023年8月至10月进行了七周，之后在12月最后一次脉冲后退役。在这些实验中，JET产生了聚变实验中实现的最大能量，打破了其2021年创下的纪录。退役后，JET已进入再利用和退役阶段，这个过程预计将持续到约2040年，这被视为进一步发现和开发未来聚变新技术和技能的机遇。