客观日本

日本量子科学技术研究开发机构的最大规模核聚变实验装置今秋投入使用

2022年03月03日 能源环境

作为不排放温室气体的创新发电技术,核聚变备受关注。日本量子科学技术研究开发机构(QST)的全球最大规模核聚变实验装置“JT-60SA”(以下简称SA)将于2022年秋季全面投入使用。核聚变需要先进的等离子体控制技术等,在脱碳背景下,全球的开发势头不断高涨。

title

核聚变实验装置“JT-60SA”(图片由量子科学技术研究开发机构提供)

岸田文雄首相在1月份举行的施政方针演讲中提到核聚变是实现碳中和的技术选项之一。首相在国会演讲中提到核聚变非同寻常,为此,日本政府计划针对实用化制定了国家战略。

核聚变的燃料为氢的同位素“氘”和“氚”。将超高温氢等离子体封入真空容器中,在与太阳内部相同的核聚变反应中,氘和氚一起转化为氦的过程中会产生大量能量。

项目概要
名称 JT-60SA(Super Advanced)
内容 验证高温高压等离子体的稳定维持技术,为实现核聚变发电奠定基础
时间 2007年开始建设,预定2022年正式投入使用
建设费用 JT-60SA主体为435亿日元(其中一半费用为欧洲方面以实物提供)
参与机构 量子科学技术研究开发机构主导,日欧有很多大学和企业参与

设置在QST那珂研究所(茨城县那珂市)的SA是将氢等离子体封闭在一个环形真空容器中的“托卡马克型”装置。与其前身“JT-60”相比,特点是真空容器大了一圈,并且使用强力的超导磁铁来封闭等离子体。原计划2021年春正式投入使用,但试运行期间部分装置发生了短路,需要进行维修。现在的目标是2022年秋首次生成等离子体。

SA将用来支援和补全正在法国建设的全球最大规模国际热核聚变实验反应堆(ITER)。ITER是日美欧及中国和印度等的国际联合项目,计划2025年竣工。如果确认等离子体能维持400~600秒,且输出能量大于输入能量,各参与国就有望向实际发电的“核聚变原型反应堆”迈进。

SA不使用氚,等离子体可以维持100秒左右。QST量子能源部门主任栗原研一表示:“将验证ITER长时间维持等离子体所需的技术,并将成果用于ITER”。

QST还将致力于外围技术的开发。例如从海水中回收锂的技术。这是对核聚变反应堆很重要的资源,还考虑用于锂离子电池制造。

日文:泷顺一 编辑委员、《日本经济新闻》,2022/02/21
中文:JST客观日本编辑部