JT-60、JT-60U與JT-60SA有什麼不同？從裝置換代看核聚變的發展

JT-60、JT-60U、JT-60SA，名稱相近，但並不是同時運行的三座不同發電站。它們代表了那珂研究基地通過改造和更新裝置、不斷延續研究問題的歷史。從1985年的首次電漿到超導裝置，哪些改變了，哪些保留下來？回顧過去的成果，也會改變我們理解當前研發工作的方式。

JT-60的設計始於1975年。裝置於1985年4月3日建成，並於同月8日首次產生電漿。當時的《原子力委員會月報》記載了依次進行單台設備、設備之間以及全部設施試驗的過程。1985年建成與首次電漿記錄

托卡馬克是在環形空間中組合磁場、約束高溫電漿的方式。電漿是電子脫離原子、帶電粒子運動的狀態。裝置建成並不意味著馬上就能開展高性能實驗。需要依次確認真空、電源、控制等系統，並以首次電漿為起點，逐步擴大運行條件。

如果把首次成功理解成“開始發電”，就會誤讀後續歷程。當時開始的，是通過實驗研究核聚變堆所需高溫電漿的工作。

1989年，JT-60為實現更大電流而停止運行，1991年進入以JT-60U推進研究的階段。這不是簡單更名，而是通過裝置改造探索更高性能和新的運行條件。QST研究史

1996年離子溫度達到5.2億度、1998年能量增益達到1.25，是這段歷史中的代表性成果。不過，溫度指的是電漿中離子的溫度，並非整個容器的溫度。也不能把不同條件下取得的紀錄，合併描述成一次實驗中同時實現的全部成果。JAEA平成20年度業務實績報告

尤其需要注意，1.25是“D-T等效”值。它利用JT-60氘實驗獲得的溫度和密度，通過計算評估將部分燃料替換為氚後的情況，並不代表實際使用D-T燃料獲得的核聚變功率，也不代表扣除全部設施耗電後的發電量。QST關於Q值的說明

JT-60於2008年8月29日完成全部實驗。要轉向下一代JT-60SA，需要移除本體，為安裝新裝置騰出空間。在傳承研究知識的同時，硬件進行了大幅更新。

根據JAEA的2014年報告，拆除始於2009年，於2012年10月完成。工作涉及處理因氘實驗產生的中子而活化的設備，並拆除了總重約5,400噸的結構。分割真空容器等部件時，不使用冷卻水的金剛石繩鋸切割發揮了作用。JT-60拆除記錄

這些產業工作很難從建成後的裝置照片中看出來。將切割、吊裝、儲存與安全管理結合起來的經驗，也是建設下一代研究設施的基礎。

在日歐合作的JT-60SA項目中，裝置更新為採用超導磁體的系統。F4E於2020年發佈的組裝完成報告說明，項目在利用既有場地設施的同時，重新設計和製造了許多主要設備。F4E組裝完成報告

超導是材料在充分冷卻等條件下電阻消失的性質，是磁體長時間運行的重要技術。這並不是說電漿本身會變成低溫。

JT-60SA於2020年完成組裝，並於2023年10月23日首次產生電漿。F4E首次電漿公告

QST將其目標分為三項：支持ITER、面向示範堆的補充研究，以及人才培養。將高壓電漿維持約100秒的運行方式，是研究目標，不能僅因資料記載了該目標，就判斷已經實現。JT-60SA的目標與規格

只把JT-60U過去的最高溫度與JT-60SA首次電漿時的數值並列，不能判斷哪一代更優，因為裝置構成、加熱條件及目標持續時間都不同。當前計劃也請參閱JT-60SA解說文章。

編輯部從這段歷史提出的建議是，除了裝置名稱，還要看“當前處於哪個階段”。建設時，製造與安裝重要；運行時，測量、維護和改進重要；更新時，拆除及與既有設施的連接變得重要。即使在同一研究基地，所需技術也會變化。

考慮進入該領域的企業，應先梳理自家產品面向新建設備、既有設備改進，還是更新工程。然後根據採購方資料，確認對象規格、試驗方法、是否存在輻射環境及作業範圍。過去的採購實績，並不保證當前存在採購需求或能獲得訂單。

JT-60延續至今的，不是原樣使用同一台裝置，而是把實驗知識，以及製造、使用和更新裝置的技術傳遞給下一代。瞭解這些積累，就能避免僅憑一項紀錄判斷核聚變進展。