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Iter,一个巨人的集会

Iter的建造将是世界上最大的核聚变实验,是一项重大技术挑战。这个反应堆的组装阶段是几个月前开始的。在图片中预览。

克拉拉·莫斯科维兹(Clara Moskowitz)
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  • 工程师正在研究真空室的第一部分-将容纳等离子体的环形室。在Iter反应堆中,等离子体中的氢,氘和tri这两种氢同位素将进行核聚变。由于温度很高,这些原子核将高速碰撞,有时会结合形成氦核。然后,根据著名的阿尔伯特·爱因斯坦方程式,将一部分反应物转化为能量, E = mc 2.

    Manuela Schirra和Fabrizio Giraldi的照片

  • 加热到近1.5亿度的等离子体将与冷却到4开尔文(-269°C)温度的磁体共存。它们的强磁场将限制并控制等离子体。这些磁铁将通过由440块板组成的``毯子''与等离子体分离,总面积为600平方米。这些钢和铜元素将直接暴露于等离子体热和聚变反应所发射的中子。它们将涂有铍以限制等离子体的污染。这些隔热板将通过带有固定点的钢结构固定,目前,这些固定点已通过黄色盖罩防尘保护。

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  • 1957年,物理学家Igor Golovin提出了 托卡马克,俄语缩写为“带有电磁线圈的环形室”。 Iter反应堆将是有史以来建造的最大的托卡马克(是目前所有正在运行的托卡马克的两倍)。从上方看,它将安装在圆柱形外壳中。机器的基座于2020年7月放置在机柜的背面。此操作标志着Cadarache站点的组装阶段开始,该站点由欧盟资助,该中心为项目总成本的50%。

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  • 将安装Iter的机柜的半高视图。

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  • Iter真空室将由六个部分组成,分别在韩国和意大利制造。巨大的钢型材通过船运到滨海福斯港口,然后通过公路行驶100公里到达Cadarache基地。当第一个元件到达时,团队准备将它们连接到磁体和隔热罩,然后再将它们降低到托卡马克机壳中。

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  • 反应堆的超导磁体将必须在接近绝对零的温度下运行。在这些条件下,电流以零电阻在那里循环,这使得产生非常强的磁场成为可能。使用低温液氦系统可达到这些低温。操作员通过一套复杂的手动阀以及压力,温度和流量传感器来控制系统。

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  • 由液化空气公司设计的冷却系统,将成为继Cern的LHC(大型强子对撞机)之后,世界上最大的低温冷却系统(右下)。

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  • Iter的等离子体将通过一系列磁体在空间上被限制在托卡马克内。这套装置将包括六个水平环(其中一个如图所示)彼此堆叠并封闭真空腔。这些超导磁体将产生极向磁场(其场线垂直于环的平面)。环绕真空室环形线圈的18个垂直线圈(高17米,宽7米,每个重360吨)将产生环形场(沿环指向的场线)。大螺线管将占据该圆环的中心。产生13特斯拉磁场,它将具有感应和维持等离子体电流的功能。最后,18个校正线圈将补偿整个系统的某些缺陷。它们共同构成了世界上最大的超导磁体系统。

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  • 由铌铁和铌钛合金制成的六个极型磁铁中的四个是现场制造的Iter的唯一元素。它们的直径在17至24米之间,质量分别为400吨,太大了,无法在其他地方生产和运输。图中的6号磁铁在其冷却低温恒温器中如图所示。

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核聚变是赋予太阳动力的过程,如果可以控制,它将为人类提供清洁,无限的能量。 Iter,“国际实验性热核反应堆”的缩写, 是利用这种能量的最雄心勃勃的尝试。这个耗资200亿欧元的项目将在法国南部圣保罗莱朗斯附近的卡达拉奇基地启动。这是欧盟,中国,日本,印度,韩国,俄罗斯和美国之间国际合作的结果。 Iter面临的挑战是在实验室中构建某种微型恒星并控制其动力学。实验的核心是一个23,000吨的结构,其中强大的超导磁体必须将等离子体限制在1.5亿度的长度内,足以引发聚变反应。它的目标是,首次实现迄今为止没有进行过的实验-产生比其消耗的能量更多的能量。

该项目遇到了许多障碍:反复的延误,远远超出预期的预算等。对于它的对手来说,Iter是浪费时间和金钱,该实验并非旨在用于工业能源生产,而只是作为一种概念证明。然而,尽管有这些困难,Iter还是在2020年7月开始了具有象征意义的关键步骤:反应堆的组装。这些团队开始组装成员国制造的各种元件。 “我们与计划参加多次马拉松比赛并刚刚获得第一名的跑步者有着相同的心态。自2015年以来,Iter董事总经理Bernard Bigot表示,他知道自己还有更多挑战。我们对项目的未来充满信心,但我们知道,没有任何事情可以想当然。 ”

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