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全球最大托卡马克JT-60SA敲定23项新实验,2027年首启大功率NBI加热

全球最大托卡马克JT-60SA敲定23项新实验,2027年首启大功率NBI加热 核聚变商业化
2026-11-12
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导读:OP2不仅是JT-60SA新一轮实验计划的启动,也标志着装置向更高功率和更复杂运行场景迈进。

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导语



2026年11月11日,EUROfusion消息称,JT-60SA下一轮实验运行计划(OP2)已确定23项实验,计划于2027年3月启动。


本轮实验将首次采用大功率中性束注入(NBI)加热,并开展最高500 keV负离子束注入、钨杂质输运、等离子体约束及破裂等研究。相关实验既将拓展JT-60SA的运行能力,也将为ITER提供重要的物理研究数据。


具体






2026年9月至10月,JT-60SA下一轮实验运行计划(OP2)的筹备工作取得重要进展。在经过多轮深入讨论,JT-60SA实验负责人团队制定了涵盖多个科学与技术领域的实验计划(共有23项实验正式入选),旨在充分发挥这一全球最大托卡马克装置的独特能力,并围绕ITER相关研究重点开展工作。


OP2计划于2027年3月启动,将成为JT-60SA运行的重要节点。 在这一轮实验中,JT-60SA将首次采用大功率中性束注入(NBI)加热等离子体,使其达到与聚变反应堆相关的温度水平。


此外,为未来向全钨托卡马克构型过渡做准备,研究团队还将通过TESPEL系统向等离子体中注入钨杂质,以开展初步的钨输运研究,并验证相关模拟工具。         




OP2实验重点:

高功率加热、同位素效应与破裂研究


OP2将首先开展氢等离子体实验,重点包括采用负离子源的中性束注入(NBI)加热研究,注入能量最高可达500 keV,以及误差场相关研究。


💡这两项研究均与ITER密切相关。其中,误差场研究尤其具有现实意义,因为误差场会对ITER当前正在进行的装配工作产生影响。

Note



随后,实验将从氢等离子体转向氘等离子体,以开展中子相关验证,并研究不同氢同位素对等离子体输运和约束性能的影响。OP2的第二阶段将重点开展氘等离子体实验,研究内容包括:

  • H模等离子体的开发与表征;

  • 热流控制;

  • 快离子物理研究。



此外,实验还计划初步研究等离子体破裂及失控电子的产生机制,并开展控制系统测试。这些研究将为理解类ITER装置中兆安级等离子体破裂所产生的作用力提供独特的实验数据。


下图:为即将到来的JT-60SA上的OP2实验活动做准备,由QST团队进行中子探测器校准活动。

图片来源:QST公开资料



欧洲与日本组建联合实验团队


本轮共有23项主要实验入选,并分别确定了实验协调员及联合协调员。各项实验的具体交付目标,也根据JT-60SA各专题组负责人及实验团队成员的反馈完成了最终确定。


随着OP2实验计划确定,筹备工作的重点正转向为每项实验组建欧洲与日本联合研究团队。



2026年10月5日至9日,第四届JT-60SA实验团队研讨会(4th JT-60SA Experiment Team Workshop)在日本量子科学技术研究开发机构(QST)举行,是推进这一工作的一个重要环节。


约60名专家参加研讨会,其中包括欧洲的30名代表,分别来自EUROfusion和欧洲聚变能源机构(F4E),此外还有来自日本及ITER的研究人员。


会议期间,各专题组负责人组织了专门讨论环节,围绕入选的OP2实验展开交流;各实验协调员则介绍了相关实验活动的初步设想。这些讨论为进一步完善OP2实验计划提供了重要反馈。


图片来源:QST公开资料



分享原因


OP2不仅是JT-60SA新一轮实验计划的启动,也标志着装置向更高功率和更复杂运行场景迈进。本轮实验首次引入大功率NBI加热,并涉及钨杂质输运、快离子物理及兆安级等离子体破裂等研究。


这些实验与全钨运行准备及ITER的实际研究需求紧密衔接,体现了JT-60SA在聚变堆物理验证和国际协同研究中的重要作用。




参考阅读 📚

https://euro-fusion.org/eurofusion-news/jt-60sa-selects-23-experiments-for-its-upcoming-op2-campaign/






扩展阅读


诊断系统再升级!欧日联手提升JT-60SA精度,为ITER运行提供关键数据

万字长文 | 托卡马克(上篇):出道即巅峰的物理学奇迹

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《国家地理》 |  走进真实的ITER项目:一场关乎人类能源未来的长征




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