一年前的今天，在NIF，LLNL的研究人員實現了創紀錄的試驗，讓全世界都開始關注聚變能的潛力。

“聚變與氣候，對話繼續”，這是由ITER組織的COP28聚變能源活動。IAEA總干事格羅西表示，聚變作為一種氣候解決方案正在迅速發展，勢頭越來越猛。該會議強調了聚變能源所達到的關鍵轉折點，以及人們越來越一致地認為，國際聚變伙伴關系是前進的方向。(圖源：IAEA)

在阿聯酋迪拜舉行的第28屆聯合國氣候變化大會(COP28)上，聚變能源在世界舞臺上受到了迄今為止最重要的關注。美國總統氣候特使約翰·克里發表了題為“包容性聚變能源的未來”的主題演講，隨后進行了小組討論。聚變的潛力是巨大的。在過去的一年里，各國政府對聚變能研發的資助已經增加，許多私人聚變開發商都在宣傳他們的等離子體約束方法的優點。以下，我們將重點關注當今世界四個最大的政府支持的聚變項目：NIF、JT-60SA、JET和ITER。NIF項目

48個光學組件中的兩個，用于轉換NIF光束線的波長，并將激光聚焦到目標腔室中。(圖源：LLNL)

去年12月，美國國家點火設施(NIF)首次實現聚變點火，創造了聚變能試驗紀錄，有力推動了激光驅動聚變能量的發展前景。今年10月30日，NIF的研究人員創造了一項新紀錄，這一次，他們向點火目標發射了比以往任何時候都多的能量——2.2 MJ。這項試驗是在過去一年中的第四次點火，產生了3.4MJ的聚變能，是NIF有史以來第二高的中子產額。勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的第二次聚變點火直到7月30日才進行，當時，NIF激光器向目標輸送了2.05 MJ的能量，產生了3.88 MJ的聚變能量輸出，這是迄今為止實現的最高產量。

NIF的靶室(圖源：LLNL)

10月8日，NIF激光器以1.9MJ的激光能量第三次實現聚變點火，產生2.4MJ的聚變能量。NIF和光子科學激光科學與系統工程組織的聯合項目主任Jean-Michel Di Nicola說：“我們的研究正處于一條陡峭的性能曲線上。增加激光能量可以讓我們有更多的余地來應對燃料艙的缺陷或燃料熱點的不對稱等問題。更高的激光能量可以幫助實現更穩定的內爆，從而獲得更高的產量。”現在的激光已經提供了2.2 MJ的激光能量，該團隊正在研究結果，并為下一次試驗做準備。JT-60SA項目

JT-60SA設備是歐洲和日本合作的結果，是《更廣泛方法協議》的一部分。該設施位于日本中城的國立量子科學技術研究院所在地。(圖源：Fusion 4 Energy/QST)

通過日本和歐洲的合作，迄今為止最大的可操作托卡馬克實驗裝置——JT-60SA在日本中城設計和建造，雙方選擇12月1日通過展示100萬安培電流的偏濾器等離子體來隆重啟動該設施。歐盟的Fusion 4 Energy解釋說，JT-60SA源于歐盟和日本簽署的一項名為《更廣泛的方法協議》的科學合作，旨在通過合作項目促進聚變能的發展。

設施啟用(圖源：F4E/QST)

該裝置的研制工作于2007年開始，組裝工作于2020年完成。從那時起，在等離子體操作之前進行了一系列技術改進。JT-60SA團隊在12月1日的新聞稿中解釋說，10月23日，該設備中記錄的第一個等離子體電流約為130kA。自10月以來進行的測試，旨在優化等離子體擊穿，增加等離子體電流，并優化等離子體電流、形狀和位置的控制。根據12月1日的公告，“11月初，產生了‘轉向’等離子體。在這種配置中，磁場被設置為具有特征的‘X點’零點，從而使逃離磁約束的粒子被‘轉向’到特定區域。這有助于提高等離子體純度、更有效的約束，并最終提高性能。”JET項目

JET托卡馬克內部。(圖源：EUROfusion)

位于英國牛津郡庫勒姆聚變能源中心的歐洲聯合環面(JET)是現有的唯一一個已經可以使用氘-氚燃料混合物運行的托卡馬克設施，該燃料混合物也將用于未來的聚變發電廠。在JT-60SA開始運行之前，JET一直是世界上最大的在運托卡馬克裝置。JET數十年的實驗優化了氘-氚的聚變反應，并幫助開發了管理燃料滯留、熱排放和材料演變的技術。JET于1978年開始建造，1983年(JT-60SA之前40年)實現了第一個等離子體試驗。

JET控制室(圖源：EUROfusion)

JET的核心是一個真空容器，目前該容器容納了90立方米的聚變等離子體。多年來，該設施創下了多項紀錄，包括1997年創紀錄的0.64的Q-等離子體(產生的聚變功率與加熱等離子體的外部功率之比)，以及2021年12月創紀錄的5秒脈沖內59 MJ的聚變能量輸出。高性能氘-氚實驗始于1997年，自2011年以來，真空容器的第一個壁由鈹和鎢制成，取自ITER的建設經驗。JET目前正在完成其最后一系列實驗，并將于今年年底停止運營，先于計劃的2024年開始退役。ITER項目

這張11月初的照片沒有顯示ITER的建造情況，但已經開始拆除兩個環形場線圈和熱屏蔽板。(圖源：ITER組織)

ITER理事會于11月16日至17日召開會議，審查正在法國卡達拉舍建設的大型國際托卡馬克聚變項目的性能，并討論項目計劃基線的更新。ITER總干事Pietro Barabaschi報告了關鍵部件(真空容器斜角接頭和隔熱板冷卻管)的維修進展，以及正在進行的制造、組裝和安裝。ITER組織正在努力建立一個新的成本和進度基線，考慮到從過去因新冠肺炎疫情造成的延誤中恢復過來，完成一流組件的技術挑戰，以及加強組件測試以抵消未來風險。根據11月23日理事會會議的新聞，“工作的關鍵是更好的裝配順序，讓ITER實現最快運行”。

ITER比JT-60SA大得多，比JET還要大。JT-60SA重2,600噸，等離子體體積130立方米，ITER建設完成后將重23,000噸，等離子體容量為830立方米。ITER的建設，也借鑒了JT-60SA和JET。JET中的氘-氚試驗幫助了ITER團隊，根據ITER組織的說法，ITER“通過合作協議與[JT-60SA]升級項目密切相關，確保其能夠從JT-60SA設備的組裝、安裝、集成調試和運行中學習經驗。”ITER現任董事一直關注JT-60SA，并將從其建設中吸取的經驗教訓帶給ITER：Barabaschi和ITER副總干事菅田由隆在加入ITER組織之前，都領導過JT-60SA項目。

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