日本加速聚变反应堆研发,目标2038年发电
摘要
日本量子科学技术研究开发机构加速原型聚变反应堆研发,将设计尺寸缩小至与ITER相当,目标2038年实现。JT-60SA托卡马克作为关键实验台,正进行升级改造,为未来聚变发电堆提供技术验证和人才培养。项目获日本政府支持,茨城和青森两县竞争选址。

日本量子科学技术研究开发机构(QST)已加速其原型聚变反应堆的时间表。这与日本政府修订的《聚变能源创新战略》(2025年6月)保持一致,该战略旨在使聚变发电比原定2050年目标提前数十年上线。
为达成2038年目标,QST已将反应堆设计缩小至与ITER大致相同尺寸(直径和高度均为30米),而非先前计划的1.4倍大小。开发工作分为三个不同阶段:
QST的目标是在建成后一年内实现数分钟发电,净输出功率为10,000千瓦(10兆瓦)。该原型的最终目标是实现100,000千瓦(100兆瓦)的稳态输出。
建造工作预计将于2020年代末启动。该设施预计需要至少1平方公里的土地。茨城县和青森县地方政府均表示有兴趣作为厂址选址地。
该项目是首相高市早苗增长战略的支柱之一,该战略将聚变列为17个优先投资领域之一。它与FAST项目(先进超导托卡马克聚变)并行推进,后者是一个独立的公私合营项目,目标是在2030年代末前实现自己的示范验证。
位于日本那珂市的JT-60SA(超先进)托卡马克是QST原型反应堆的关键“实验台”。作为世界上最大的运行中超导托卡马克,JT-60SA在当今实验与未来发电反应堆(如ITER和计划中的日本原型堆)之间架起了桥梁。
JT-60SA专门设计用于解决传统实验因规模较小或脉冲持续时间较短而无法达到的物理难题。这些问题包括:
经过2024年和2025年的重大升级后,JT-60SA于2月下旬进入“综合调试”阶段。该装置最近安装了高速控制线圈和美国普林斯顿等离子体物理实验室提供的4吨X射线成像晶体光谱仪(XICS),以提供等离子体内部活动的超精确测量。全功率等离子体加热实验计划于2026年中后期进行,目标温度达到2亿摄氏度。
JT-60SA是“ITER一代”工程师的主要培训基地。此外,在运行其超导磁体和复杂低温装置方面获得的专业知识正直接转移给将建造和运行2038年原型堆的团队。
