什么是 ITER?

ITER（拉丁语“方法”）是当今世界上最具深远意义的能源项目之一。

法国南部，35个国家正在合作建造世界上最大的托卡马克装置 ，该磁约束聚变装置的设计是为了证明核聚变作为大规模无碳能源的可行性，其原理与太阳和恒星提供能量原理相同。ITER成员-中国，欧盟，印度，日本，韩国，俄罗斯和美国-现正在进行一项为期35年的合作，共同将核聚变发展到可以设计出示范核聚变反应堆的程度。

ITER将是第一个产生净能源的核聚变装置。也是第一个长期保持核聚变的核聚变装置，同时也将是第一个测试综合技术，材料和物理机制的核聚变装置，这些都是商业生产核聚变电力所必需的。

ITER将会带来什么？

1) 产生 500 MW 聚变功率

核聚变动力的世界纪录是由欧洲托卡马克JET保持的。1997 年，JET 利用 24MW(Q=0.67) 辅助加热手段，获得了聚变功率16.1 MW。ITER 的设计目的是能够用50MW辅助加热手段获取500MW的聚变功率。

ITER不会将其产生的能量转化为电能，但作为历史上第一个产生净能量收益的核聚变实验，它将为能够实现这一目标的机器铺平道路。

2) 建立氘—氚燃烧等离子体
今天的聚变研究正处于探索“燃烧的等离子体”的门槛，在这种等离子体中，聚变反应的热量被有效地限制在等离子体中，足以使反应持续很长一段时间。科学家们相信，ITER中的等离子体不仅将产生更多的核聚变能量，而且将在更长的时间内保持稳定。

3) 氚再生测试
ITER后期工作的任务之一是证明在真空容器内生产氚的可行性。世界上氚(与氘一起用于核聚变反应)的供应不足以满足未来发电厂的需求。ITER将提供一个独一无二的机会，在真正的聚变环境中测试容器内氚再生的装置。

什么是核聚变?

核聚变是太阳和恒星的能量来源。在这些恒星核心的巨大热量和引力下，氢原子核碰撞，聚变成较重的氦原子，并在这个过程中释放出巨大的能量。

20世纪的聚变科学发现，实验室中最有效的聚变反应是两种氢同位素氘(D)和氚(T)之间的反应。DT聚变反应在“最低”温度下产生最高的能量增益。

要在实验室中实现聚变必须满足三个条件:非常高的温度(大约1.5亿摄氏度);足够的等离子体粒子密度(增加发生碰撞的可能性);以及足够的限制时间(将有膨胀倾向的等离子体保持在一个确定的体积内)。

在极端温度下，电子与原子核分离，气体变成等离子体-通常被称为物质的第四种状态。核聚变等离子体提供了轻元素可以聚变并产生能量的环境。

在托卡马克装置中 ，强大的磁场用来限制和控制等离子体。

什么是托卡马克装置?

Visualization courtesy of Jamison Daniel, Oak Ridge Leadership Computing Facility

今天的发电厂要么依赖矿物燃料，要么依赖核裂变，要么依赖风能或水资源等可再生能源。不管能源来源是什么，发电厂都是通过将机械动力(如涡轮机的转动)转化为电能来发电的。在燃煤蒸汽站，煤的燃烧把水变成蒸汽，蒸汽反过来驱动涡轮发电机发电。

托卡马克是设计用来利于核聚变能量的装置 。在托卡马克装置内部，通过原子聚变产生的能量作为热量被容器壁吸收。就像传统发电厂一样，聚变发电厂将利用这些热量产生蒸汽，然后通过涡轮机和发电机发电。

托卡马克的中央是一个环形的真空室。在内部，在极端高温高压的影响下，气态氢燃料变成了等离子体——正是在这种环境中氢原子可以聚变并产生能量。等离子体中的带电粒子可以通过放置在容器周围的巨大磁性线圈来塑造和控制;物理学家利用这一重要特性将热等离子体与容器壁隔离开来。

“托卡马克”来自于一个俄语缩写词，代表“带磁性线圈的环形腔室”。 托卡马克最早是在20世纪60年代末由苏联研究人员开发的，作为最有前途的磁性聚变装置结构，托卡马克已在世界各地被采用。ITER将是世界上最大的托卡马克装置——是目前运行的最大机器的两倍，等离子体室体积的十倍。

实验什么时间启动？

ITER计划2025年第一次等离子体放电

这将是这台装置第一次通电，也是ITER几十年运行计划的第一步。

ITER 时间线

Dec 2025                    第一次等离子体放电

2025-2035                  项目扩展

2035                            氘氚操作开始运行

更多详细信息可以浏览ITER 官网，以获得更多关于ITER科学、ITER国际合作以及正在法国南部圣保罗-莱兹-杜兰斯进行的大规模建设项目的信息。

STS为此应用提供超高精度压力传感器。