在過去的22年中托卡馬克聚（jù）變堆一直在（zài）進行氘（dāo）等離子體的（de）實驗。該裝置每年平均消耗三公斤的重水。
氘是在大爆炸發生（shēng）後的第一分鍾誕生的（de），當時質子和中（zhōng）子瘋狂地配對（duì）成十（shí）億度的原始加速度時候，後來成為宇（yǔ）宙（zhòu）。
當加速度稍微緩慢後，氘原子核配對成（chéng）氦（兩個質子，兩個（gè）中子（zǐ）），而單個質子作（zuò）為孤立（lì）的氫核繼續存在。因此，原始物質分為兩個不相等的部分：四分之一的氦；四（sì）分之三的氫（qīng）。但（dàn）是，該過程並不徹底。一小部（bù）分氘原子（zǐ）核（hé）（也稱為氘核）保持它們不成對且孤獨的原（yuán）樣，之後（hòu）與氫一起在星體中燃燒。存活在恒星爐中的氘核最終與（yǔ）氧原子二對一結合，現在在海水中的氘濃度為每升33毫克。
氫（qīng），氘（dāo）和氚是近親。從化學角度來看，它們非常相似。但是就物（wù）理學而言，它們（men）的性質非常不同（tóng）。 從海水中提取（qǔ）氘是一個（gè）簡單且（qiě）成熟的工業過程。首先通過（guò）化（huà）學交換過程將“重水”或氧（yǎng）化氘（D2O）（氘代替氫的水）從常規水中分離出（chū）來，然後（hòu）進行電解以獲得氘氣。氘的市場很小：在電子工業中，氘是某些工業過（guò）程中的氫替代品；在生物化（huà）學中（zhōng）作為非放射性示蹤劑；在光譜學中，存在於“氘弧燈”中；當然，還（hái）有聚變研究。在所有可（kě）能的聚變反應中，涉及氘（D）和另一種重同位（wèi）素氚（T）的是在當前技術狀態下最容易實現的。盡管存在一些缺點，例如（rú）產生高能中子（zǐ），以及氚是一種輕度放射性元素，氘氚反應可能會保留很長一段時間，成為（wéi）產生可行的聚變能的唯一（yī）途徑。
迄今為止，隻有JET裝置和美國托卡馬克TFTR燃（rán）燒了“實際聚變燃料”（氘和氚），並產生了大量的（de）聚變能。目前（qián）的托卡（kǎ）馬克或恒星都使（shǐ）用（yòng）“僅氘（dāo）”等離子體進行實驗，其在限（xiàn）製，加熱和一般“等離子體工程”方麵的行為與DT等離子體非常接近。在Tore Supra托卡馬克聚變堆CEA柵欄的另一（yī）側，過去22年中一直在進行氘等離子體的實驗。該裝置（zhì）每年平均（jun1）消耗3公斤氘，以50升水箱的形式在（zài）200巴的壓力下（在環境壓力下約為10立方米）運到卡（kǎ）達拉什(Cadarache)。氘是從一家商業公司（sī）購買的，每公斤的成本約為4000歐元。
CEA磁聚變研究（jiū）所（IRFM）的聚變物（wù）理學家（jiā），五個Tore Supra飛行（háng）員之一弗朗索瓦·聖洛朗（François Saint-Laurent）解釋說：“與許多國家、與國際原子能機構相反，法國認為氘是核材料。” “這意味著對我們在機器中存儲和使用的氘量進行非常嚴（yán）格的跟蹤。”
弗朗索瓦（wǎ）·聖·洛朗(Francois Saint-Laurent)是五個“飛行員”之一，他一絲（sī）不（bú）苟地計算著（zhe）這（zhè）個（gè）裝（zhuāng）置產生（shēng）的每個中子和氚（chuān）原子（zǐ）核。僅氘的等離子體中的聚變反應（yīng）速率如此之低，幾乎可以忽略不計：在給定的溫度下，它比DT等（děng）離子體低1,000至10,000倍。“不過，在類似（sì）Tore Supra的裝置中仍產生了極少量的（de）中子，氚和（hé）氦-3。（DD反應呈現出50/50的概率（lǜ）產生（shēng）一（yī）個質子和一個氚核，或一個中子和一個氦-3核。）。因此，弗朗索瓦·聖洛朗對產生的每個（gè）中子（zǐ）核和氚核進行了細致的（de）計數。“隨之而（ér）來的激活非常（cháng）低，以至於我們在完（wán）成一項運動後的一（yī）天左右就可以進入真空容器。”氘使聚變研究成為可能。結合氚，這種原始的單質子/單中子元素將很（hěn）快為聚變能生產開辟道路。氘確實是（shì）大爆炸最珍貴的禮（lǐ）物之一。
京公網（wǎng）安（ān）備 11011302005837號
