摘要：法国创造了一项新的核聚变世界纪录。该国的 WEST 托卡马克装置成功将高温等离子体维持了 1,337 秒，即略多于 22 分钟。这一表现超越了数周前中国东方超环（EAST）创造的纪录，将持续时间提高了约 25%。

法国创造了一项新的核聚变世界纪录。该国的 WEST 托卡马克装置成功将高温等离子体维持了 1,337 秒，即略多于 22 分钟。这一表现超越了数周前中国东方超环（EAST）创造的纪录，将持续时间提高了约 25%。

该成果表明，研究人员可以在不导致装置内部表面损坏的情况下，维持苛刻的运行条件。法国原子能与替代能源委员会（CEA）基础研究主任安妮-伊莎贝尔·埃蒂安夫尔（Anne-Isabelle Etienvre）公布了这一结果。

等离子体与核聚变

在 WEST 装置内部，物理学家们利用强大的磁场来约束快速移动的带电粒子气体。等离子体保持了良好的约束状态，同时热量和粒子排放也得到了有效管理，确保了面向等离子体的部件没有失效。

埃蒂安夫尔表示：“通过注入 2 兆瓦的加热功率，WEST 成功将氢等离子体维持了超过 20 分钟，实现了又一个关键的技术里程碑。”这一成就的达成，正是通过注入数兆瓦的加热功率来维持反应。

这里的挑战在于控制。等离子体对任何微小失误都会做出反应，如果不及时应对，小的不稳定性会迅速扩大。

托卡马克的工作原理

托卡马克是一种环形的磁力瓶。它的磁场引导带电粒子在环形腔内循环，而不是撞击器壁。这种方法被称为磁约束。它能让科学家将稀薄的气体加热到原子核拥有足够能量进行聚变并释放更多能量的程度。

法国的下一步计划是建造更大的 ITER 装置，该装置目前正在同一地区组装。ITER 的设计目标是从大约 50 兆瓦的等离子体加热功率中，产生约 500 兆瓦的聚变功率。

与其他纪录的对比

长持续时间只是解开聚变难题的一部分，能量输出是另一个关键指标。

在英国，联合欧洲环（JET）装置曾在一个 5 秒的脉冲内，用极少量的燃料产生了 69 兆焦耳的聚变能量，创造了一项纪录。该结果展示了在短时间内的高能量释放，而 WEST 的运行则是在不以高聚变功率为目标的情况下，展示了长时间的稳定性。

不同的装置致力于突破不同的极限，这是经过精心设计的。它们共同描绘了未来发电厂需要可靠实现的目标。

为什么长脉冲至关重要

一座发电厂必须能够长时间运行并保持健康。这意味着稳定的温度、清洁的燃料以及不会侵蚀或污染等离子体的部件。

这也意味着良好的废气处理。等离子体必须以可控的方式释放热量和粒子，以确保磁场后面的金属表面保持在安全范围内。材料在这一工作中至关重要。钨被用于 WEST 的偏滤器区域，它能很好地耐受高温，但仍需要精心的操作以避免损坏或产生不必要的杂质。

一个 22 分钟的等离子体并不意味着产生了净电能。WEST 是一个研究装置，此项测试侧重于稳定性和控制，而非产生比消耗更多的能量。

净能量的产生取决于许多变量，包括等离子体密度、温度以及机器约束热量和粒子的能力。这是一个多变量问题，而不是一个可以简单调高到最大值的单一旋钮。

等离子体、聚变与未来

法国原子能与替代能源委员会的团队计划进行更长时间的实验，使等离子体总运行时间累积达到数小时，并逐步增加功率。每一次延长时间都将使安全、可重复操作的规范变得更加成熟。

来自 WEST 的数据将为 ITER 投入运行时工程师的操作提供参考。正是这种从实验向大型装置的转化，才使得聚变从实验室运行走向与发电厂相关的场景。

与裂变不同，聚变反应本身不会产生长寿命的放射性废物。然而，快中子会使等离子体周围的金属结构活化，这就是材料选择和设计至关重要的原因。

国际指南指出，聚变避免了产生长寿命的废物，但仍会产生必须在有限时间内处理和储存的活化部件，并且在现场的闭环系统中会使用氚——一种半衰期很短的放射性同位素。

这一背景有助于解释为什么研究人员强调部件的耐用性以及对燃料和废气的仔细控制。

尽管存在这些挑战，WEST 取得的进展标志着向实用地热能迈出了更近的一步。每一项纪录都证明了机器可以更长时间、更高温度、更洁净地约束等离子体，为未来可能提供大量安全可靠电力的反应堆奠定了基础。

来源：智科院一点号