日本量子科学技术研究开发机构(QST)加速聚变原型堆研发
2026-03-20 18:07
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日本量子科学技术研究开发机构(QST)根据政府修订的《聚变能源创新战略》,加快其原型聚变反应堆的开发进程,目标是在2038年实现聚变发电,比原定的2050年目标提前数十年。

The JT-60SA, currently the world’s largest operational superconducting tokamak-type fusion experimental device, located in Naka, Japan (Credit: National Institute for Quantum Science and Technology)

为实现这一目标,QST调整了反应堆设计,尺寸与ITER大致相同,开发计划分为三个阶段:测试集成发电、氚增殖技术以及实现长期稳定运行。该聚变原型堆预计在完成后一年内实现数分钟发电,净输出功率10兆瓦,最终目标是达到100兆瓦的稳态输出。

建设计划于2020年代后期启动,需要至少1平方公里的土地,茨城县和青森县均表示有意承办。该项目与FAST项目并行推进,后者是一个独立的公私合营项目,目标在2030年代末实现示范。

位于日本那珂的JT-60SA托卡马克是QST原型反应堆的关键试验台,作为目前最大的运行中超导托卡马克,它连接了当前实验与未来发电反应堆之间的差距。JT-60SA设计用于解决传统实验的物理障碍,包括稳态运行、高压稳定性和人工智能驱动控制。

2026年初,QST开始在JT-60SA上使用人工智能技术,以实现等离子体启动和稳定的自动化,这将成为2038年反应堆控制系统的核心功能。在2024年和2025年升级后,JT-60SA已进入集成调试阶段,配备了高速控制线圈和X射线成像晶体光谱仪,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,其操作超导磁体和低温设备的专业知识正直接转移给建造和运行2038年原型堆的团队,支持聚变能源的研发进程。

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