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核聚变:看看世界上最大的托卡马克装置的内部

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在法国南部的圣保罗莱杜兰斯,35 个国家正在合作建造世界上最大的核聚变反应堆ITER 。ITER 是一种称为托卡马克的磁聚变反应堆,旨在证明聚变作为一种无碳排放的大规模能源的可行性。自 2010 年以来,整个工厂的建设一直在普罗旺斯乡村的 42 公顷土地上进行。

与此同时,在意大利,帕多瓦国家研究委员会正在为 ITER 等离子体的外部加热建立两个原型实验,称为“MITICA”和“SPIDER”实验。这两个试验台将帮助科学家进一步改进和完善将安装在 ITER 上的系统。

一旦完成,ITER将用于对聚变能进行科学研究,希望能够证明建造核聚变反应堆的可行性。该设施计划于 2025 年完工,希望在当年年底实现第一批等离子体发电。

如果成功,核聚变可以很好地帮助各国减少对化石燃料的依赖,从而大大减少碳排放,从而帮助我们应对气候危机。

让我们一起来看看这个装置长什么样。

低温恒温器组件


技术人员在法国 Saint-Paul-lez-Durance 的 ITER 施工现场组装低温恒温器的各个部分。低温恒温器是一个巨大的真空容器,为真空容器和超导磁体提供高真空、超冷环境。

旅游景点


参观 ITER 工作区的游客拍摄极向场线圈的构造照片,这是有助于在托卡马克中产生磁场的重要组件

装配大楼


装配楼是在将 ITER 装置的大型部件运送到托卡马克综合设施进行安装之前进行预装配活动的地点。真空组装

真空组装


在装配车间,工程师们在第二个真空容器子组件上工作。该容器为等离子体提供高真空环境,提高辐射屏蔽和等离子体稳定性,充当放射性的主要限制屏障。

高压电力系统


ITER 站点上的变电站。整个 ITER 站点由一个变电站独立供电,该变电站直接从 400 千伏国家电网获取电力。ITER 工厂和设施的电力需求范围为 110 兆瓦至 620 兆瓦,在等离子运行期间的 30 秒高峰期。

将其焊接在一起


在车间中,技术人员在施工期间对低温恒温器的外部屏蔽进行焊接。

托卡马克坑


反应堆将包含在这个隔震坑内,这是 ITER 平台上的一个 17 米深的空腔,用于容纳混凝土基座、挡土墙和抗震板,以便在发生地震时保护建筑物和设备。

进行微调


意大利国家核物理研究所 (INFN) 的物理学家 Isabella Mario 对意大利帕多瓦中性束测试设施的 SPIDER 实验进行了调整。

冷却系统


PIDER 和 MITICA 项目的冷却系统位于帕多瓦 NBTF 的一整栋建筑中,能够消散高达 70MW 的电力。

核心堆剖切图


这张插图显示了托卡马克装置及其安装在混凝土房屋中的物理系统。

施工现场


太阳落在法国圣保罗莱杜朗斯的 ITER 项目施工现场。

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