JET 内部叠加等离子体(英国原子能管理局)。图片来源：英国原子能管理局

近日，欧洲联合环面(JET)的最终科学实验在结束一年后，取得了一系列重要发现，这些发现对于推进未来的核聚变机器具有重要意义。这些发现已促使向各种科学期刊提交了96篇研究论文，其中2024年就有18篇由英国原子能机构(UKAEA)科学家作为第一作者撰写。

JET位于英国原子能管理局(UKAEA)牛津郡的卡勒姆校区，是世界上最大、最强大的托卡马克之一，也是唯一能够使用氢同位素氘和氚作为燃料混合物来产生聚变等离子体的托卡马克，这种燃料组合被认为是未来的发电厂级燃料。

JET的最后一次氘氚实验(DTE3)重点关注了等离子体科学、材料科学和中子学三个关键领域，并取得了一系列有影响力的成果。在等离子体科学方面，实验显著减少了高热对机器内壁的影响，提高了耐用性和效率;深入了解了边缘局部模式(ELM)等周期性不稳定性，这对于维持等离子体约束至关重要;并首次成功演示了通过调整燃料中的氘和氚的混合来实时控制高聚变功率，这对于维持稳定的等离子体条件至关重要。

在材料科学方面，实验期间率先使用了激光测量沉积在机器内壁上的氚的数量，实现了更精确的燃料管理和回收。在中子学方面，实验深入分析了中子对各种机器部件的影响，这是第二次在托卡马克环境中使用发电厂级燃料进行分析，增强了预测聚变操作期间这些材料的活化水平的信心。

除了这些实验成果外，DTE3还为优化在极端环境下使用的材料、提高容器内部效率以及为下一代聚变机器的设计提供了宝贵的见解。在DTE3实验之后，进行了最后的氘-氘实验，期间突破了JET的运行界限，首次在长达一分钟的脉冲中成功使用了负三角效应(也称为“倒置等离子体配置”)，增强了等离子体的限制和稳定性。

英国原子能管理局JET科学项目负责人乔尔·麦卢克斯表示，UKAEA进行了数据验证和诊断校准，确保数据质量与2022年和2023年JET实验的优异结果相符。这使得来自欧洲30个研究单位的300多名EUROfusion科学家能够分析和建模来自JET的数据。UKAEA卡勒姆校区已举办了协作研讨会，以促进DTE3的数据分析，完善对结果背后物理机制的理解，并通过数值模拟探索其对未来使用氘和氚燃料的托卡马克的适用性。

JET于2023年12月停止等离子作业，并进入其生命周期的下一阶段：JET退役和重新利用计划。重新利用和退役JET所带来的经验教训预计将持续到2040年左右，为设计和开发未来的核聚变机器提供无与伦比的见解。在此之前，JET已展示了其持续产生聚变能的能力，并在2023年创造了一项世界纪录，在五秒钟内产生了69兆焦耳的高功率，这一壮举仅使用0.2毫克燃料就完成了。

目前，英国原子能机构正在继续通过其MAST升级机器进行实验，以进一步推动核聚变技术的发展