> 数据图表如何了解1.3.1 聚变技术进入工程可行性验证,全球聚变装置数量已达百余个
2025-5-51.3.1 聚变技术进入工程可行性验证,全球聚变装置数量已达百余个◼ 欧盟的JET/美国的TFTR/日本的JT-60U是20世纪90年代三大托卡马克装置,不断验证托卡马克方案科学可行性。• 欧盟JET装置:全球首个开展氘-氚(D-T)等离子体实验的托卡马克,实现聚变峰值功率产出16.1MW、能量增益Q接近1的氘氚聚变等离子体运行,验证了物理预测模型可靠性及氘氚等离子体运行控制、第一壁材料、氚处理、核安全防护等关键技术。2021-2024年创造69MJ聚变能量记录,于2024年正式退役。• 美国TFTR装置:于1982年建成并投入运行的大型托卡马克装置,在为期3年的D-T实验中,峰值聚变功率最高达到10.7MW。• 日本JT-60U:于1989—1991年将JT-60改造成为JT-60U,获得了目前最高的聚变反应堆级的等离子体参数,聚变三乘积约为1.5×1021keV·s·m−3,能量增益Q等效值超过1.25。而Q值大于1意味着达成聚变科学可行性,下一步将步入聚变工程可行性的验证(即QEng=1,输出电能与输入电能相等)。◼ 放眼当下,全球重点在运聚变装置包括:美国DIII-D/德国ASDEX Upgrade/韩国 KSTAR/法国 WEST/日本 JT-60SA/中国 HL-2A,EAST,HL-3等。表:部分在运托卡马克装置表:聚变能源开发的重要里程碑节点评价指标节点 1节点 2节点 3节点 4能量平衡Qsci=1QEng=1QEng=5QEng=10氚自持数值模拟实验模块 扇形切片或全堆全堆可利用率<1%辐射屏蔽能力/dpa-25%3~550%5070%100资料来源:段旭如等《磁约束核聚变装置研究与展望》, 彭先觉《聚变能源研究态势及展望》,钟武律等《磁约束核聚变托卡马克装置研究进展与展望》,华源证券研究5