世界最大核聚變研究設(shè)備仿星器開(kāi)始運(yùn)行
德國(guó)馬克斯·普朗克研究所下屬的等離子體物理研究所10日說(shuō),用于研究核聚變反應(yīng)的世界最大仿星器“螺旋石7-X”當(dāng)天開(kāi)始運(yùn)行,并首次制造出氦等離子 體。顧名思義,仿星器就是對(duì)恒星的模仿,實(shí)際上是一種核聚變反應(yīng)研究設(shè)備。按照設(shè)計(jì),仿星器通過(guò)模仿恒星內(nèi)部持續(xù)不斷的核聚變反應(yīng),將等離子態(tài)的氫同位素 氚和氘約束起來(lái),并加熱至1億攝氏度的高溫,發(fā)生核聚變以獲得持續(xù)不斷的能量。
10日當(dāng)天,研究人員向“螺旋石7-X”內(nèi)部的等離子體容器中注入大約一毫克氦氣,并打開(kāi)微波加熱裝置,氦等離子體隨之產(chǎn)生。雖然“螺旋石7-X”首次制造出的氦等離子體僅存在十分之一秒,研究人員對(duì)這一結(jié)果依然十分滿意,表示“一切都在按計(jì)劃進(jìn)行”。 “我們從惰性氣體氦氣開(kāi)始制造等離子體,明年我們才會(huì)換成真正的研究對(duì)象——?dú)涞入x子體,”項(xiàng)目主管托馬斯·克林格爾說(shuō),“因?yàn)閷⒑庾兂傻入x子體更為容易,我們還能用氦等離子體清潔容器表面! 受控核聚變裝置“螺旋石7-X”由馬克斯·普朗克等離子體物理研究所承建,位于德國(guó)東北部城市格賴夫斯瓦爾德,“螺旋石7-X”項(xiàng)目投資達(dá)10億歐元,經(jīng)過(guò)9年的建造和100萬(wàn)個(gè)工時(shí)的組裝,該裝置的主要組裝工作在2014年完成。隨后,研究人員開(kāi)始準(zhǔn)備工作,對(duì)所有技術(shù)系統(tǒng)逐一進(jìn)行測(cè)試。 馬克斯·普朗克研究所同時(shí)擁有兩種不同類型的核聚變研究裝置。與目前常用的以環(huán)形封閉磁場(chǎng)約束等離子體、實(shí)現(xiàn)受控核聚變的“托克馬克”方式相比,“螺旋石7-X”不但安全性更高,其最大特點(diǎn)是一次運(yùn)行可以連續(xù)約束超高溫等離子體長(zhǎng)達(dá)30分鐘,而“托克馬克”方式的這一約束時(shí)間最高紀(jì)錄僅為6分30秒。 實(shí)現(xiàn)對(duì)超高溫等離子體的長(zhǎng)時(shí)間約束是反應(yīng)堆設(shè)計(jì)領(lǐng)域的“圣杯”,這意味著控制核聚變的進(jìn)程,也就是說(shuō)可以控制核聚變的開(kāi)始和停止,并隨時(shí)對(duì)反應(yīng)速度進(jìn)行調(diào)控。 核聚變是解決能源問(wèn)題的主要選擇之一。核聚變反應(yīng)所需的氚和氘在自然界中廣泛存在,1公斤核聚變?cè)袭a(chǎn)生的電能等同于1.1萬(wàn)噸煤產(chǎn)生的電能。核聚變反應(yīng)堆比目前核電站的核裂變反應(yīng)堆產(chǎn)生的核廢料更少,放射性也會(huì)在短期內(nèi)消失!奥菪7-X”等仿星器設(shè)計(jì)方案被認(rèn)為是未來(lái)核電站反應(yīng)堆的發(fā)展方向。 |