一、ASDEX升级堆:聚变能源的试验台
德国的轴对称偏滤器实验(ASDEX)升级堆,是向ITER和DEMO等大型聚变发电厂迈进的重要一步。其钨包覆的墙壁模仿了未来反应堆的设想。ASDEX升级堆提供了三种等离子体加热方法——中性粒子注入、射频和微波——使研究人员能够完善控制持续聚变反应所需的高温、高密度等离子体的技术。
二、COMPASS-U:捷克共和国的高功率测试堆
捷克科学院的COMPASS-U是一个中型、高场托卡马克,计划于2025年完成,届时它将在聚变界掀起波澜。
美国著名的普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)正在为这台反应堆设计关键的舱内磁诊断技术。COMPASS-U的实验将揭示聚变等离子体的行为,为ITER和未来发电站的成功提供宝贵的数据。
三、DIII-D:优化先进托卡马克路径
加利福尼亚州圣地亚哥的DIII-D,推动了对先进托卡马克(AT)路径的探索。AT旨在确立托卡马克概念作为稳态聚变发电的可行途径。PPPL在DIII-D项目中发挥着重要作用,在实验、聚变理论、工程和设施运营方面贡献专业知识。
四、EAST:中国的超导聚变
中国的实验先进超导托卡马克(EAST)位于合肥。自2006年以来,它一直在推动长脉冲超导托卡马克技术的极限。值得注意的是,EAST配备了与ITER相关的加热和电流驱动系统,使其成为未来聚变反应堆部件的重要测试平台。
五、ITER:
全球聚变大型项目 ITER,作为世界上最大聚变实验,是国际合作的典范。它位于法国,由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同建设,是一项庞大的研究事业。普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)为该项目带来了丰富的专业知识,负责设计诊断工具、软件以及科学数据工具。这个项目不仅仅是关于物理学的研究,更是关于证明聚变能源可行性的探索。
六、JT-60SA:日本的聚变前沿堆
日本中津的JT-60SA是“广泛途径协议”中的关键参与者,这是一个与ITER并行的国际项目,旨在加速聚变能源研究。作为日本和欧洲之间的合作项目,JT-60SA的目标包括解决关键的物理问题,并为未来的发电厂优化运营策略。PPPL为这个项目带来了先进的诊断技术,包括X射线成像晶体光谱仪,它将揭示JT-60SA炽热等离子体中的关键见解。
七、KSTAR:
韩国超导研究 KSTAR,即韩国超导托卡马克先进研究设施,是韩国对全球聚变项目(包括ITER)的重要贡献之一。这个创新设备致力于探索磁聚变能源的细微差别,并为未来反应堆的成功探索提供重要帮助。
八、LTX-β,MAST-U,NSTX-U
美国和英国正在通过更小、更专业的反应堆推动聚变创新。普林斯顿等离子体物理实验室的升级版锂托卡马克实验-Beta(LTX-β),探索了液态锂壁涂层在等离子体热管理和保护方面的应用。英国的Mega Amp Spherical Tokamak-Upgrade(MAST-U)研究了紧凑球形托卡马克设计中的等离子体行为。在PPPL,国家球形环实验-升级版(NSTX-U)测试了低纵横比球形托卡马克设计的极限和潜力。
九、SMART,SPARC,ST40
在西班牙探索低纵横比等离子体,带有负三角形的稳定配置;SPARC是MIT和Commonwealth Fusion Systems的合作项目,目标是实现紧凑且净正的聚变能源;PPPL则通过偏滤器热通量建模为SPARC做出贡献。英国的Tokamak Energy的ST40实现了超高聚变相关温度,并使用了PPPL的TRANSP预测软件。
十、WEST项目
法国的WEST则探索全钨内部和超导磁体的设计,与ITER相似,是ITER的重要验证平台。还有,PPPL的杂质粉末喷射器能够将材料注入托卡马克中,管理等离子体杂质而无需关闭反应堆,大大提高了运营效率!