研究欧洲联合环形(喷射)装置的科学家们发现,氖可以用来迫使聚变反应堆的排气系统在保持高性能的同时承受极高的热负荷。最近的试验使用氖来辐射和改善等离子体的边缘,即所谓的“基座”,它将极热的核心从较冷的层中分离出来,并远离材料表面。
JET由英国原子能机构在英国牛津附近的Culham聚变能源中心(CCFE)运营。来自28个欧洲国家的科学家使用它来进行未来无碳聚变能源潜力的研究,由欧洲聚变联盟协调工作,该联盟代表欧洲原子组织管理和资助欧洲聚变研究活动。JET正在进行一系列的测试,这些测试将为法国南部正在建设的新型国际实验聚变反应堆Iter的运行提供信息。
在使用托卡马克(tokamak)反应堆概念的捷特(JET)等机器中,一种被称为“转向器”的排气系统既能去除高温等离子燃料中的极端热量,又能去除其中的杂质颗粒。将JET扩展到像Iter这样的大型机器的一个问题是,后者的分流器组件将不能承受极端程度的余热,因为它们会损坏分流器。
CCFE说,对于这个问题,一个解决方案是使用天然气作为杂质(通常是氮气)冷却的等离子体辐射的热量在偏滤器内表面积更广泛的地区,但氮可以分解成其他化合物,导致氚化氨,这不是兼容喷气机的处理系统。
另一种选择是使用氖,但以前在喷气机上可用的加热功率水平意味着它不能达到和氮一样的效果而不影响托卡马克中等离子体的限制;聚变反应堆性能的关键因素。然而,利用增加的加热功率和额外的氖注入等离子体,科学家们发现效果一样好。
负责协调这项实验的卡琳·吉鲁(Carine Giroud)表示,霓虹灯可以用于辐射和改善底座的发现意义重大。
“我们从JET的中性光束加热系统中获得了额外的能量,这使得我们可以添加更多的霓虹灯,正是这两种元素导致了改进。我们还没有达到降低外打击点的分流瓦功率的目标,但是我们已经看到,在施加氖辐射的时候,分流瓦的温度并没有明显升高。在过去的几年里,我们可以用氮来做到这一点,但用氖不行——但现在我们可以了。”