德國物理學家在核融合反應堆方面的新記錄破碎了,使世界更接近核能的聖杯。
在他們對Wendelstein 7-X Stellarator進行的最新實驗中,Greifswald的Max-Planck血漿物理學研究所的科學家說,磁性限制融合反應器達到了4000萬開爾文的溫度。這比太陽的核心高三倍,太陽的核心註冊為1500萬開爾文。
什麼是核融合?
核融合本質上是孕育恆星的過程。它涉及在高溫下移動的氫原子,高壓相互撞向氦氣。
碰撞會產生大量的能量,理論上可以用作無限電的清潔來源。一湯匙的氫原子可以產生與28噸煤一樣多的能量,而無需核裂變的令人討厭的副作用,正如切爾諾貝利和福島所見所示。
當然,核融合有一些要求。一方面,它需要特殊類型的氫同位素,稱為Tritium和氘。對於另一個人來說,融合反應堆需要高達1億度開爾文(Kelvin),這是宇宙中最熱恆星核心的相同溫度。
恆星如何工作
恆星劑是一種使用超導磁鐵的融合反應器,以形成一個稱為血漿的高電荷顆粒的湯。然後將其加熱以融合釋放能量的氫原子。
在1960年代,當蘇聯科學家揭開甜甜圈形的託卡馬克(Tokamak)時,傑出人士大部分時間都過時了Tokamak Energy的ST40。
兩種融合反應器都使用磁鐵來產生等離子體,但是恆星使用磁線圈將等離子體保持在扭曲的球形形狀中。該設計的目標是消除可能粘貼Tokamak反應堆的不穩定性,這表明恆星畢竟可能不會太過時。
Wendelstein 7-X具有50個磁管,高度為3.5米。這些使扭曲的血漿固定在適當的位置,從而使其保持溫度更長的時間。
粉碎記錄
Wendelstein 7-X於2015年首次打開,繼續打破了自己的記錄。先前的實驗已將100萬度的溫度持續6秒。但是,最新的測試表明,恆星在溫度,等離子體密度和限制時間方面創建了新的記錄。
恆星的溫度已達到4000萬開爾文的溫度,血漿密度為0.8 x 1020顆粒,每立方米。這是總共26秒的。操作員還能夠將其餵養多達18倍的能量,最多達到75個被送入等離子體的巨型能量。
“對於這種尺寸的設備,在現實條件下,在等離子體離子的高溫下實現的設備是一個極好的價值,”說研究所Stellerator Edge兼分離物理部門主任Thomas Sunn Pedersun。 “這使我們對進一步的工作感到樂觀。”
通過升級Wendelstein 7-X的內部組件,使創紀錄的融合產品成為可能。腔室的石墨瓷磚的新襯裡使血漿得以達到更高的溫度。襯裡稱為分流器,將等離子體保持在其扭曲的球體中,同時保護其免受可能使其不穩定的流浪顆粒的侵害。
該研究所的科學家希望用水冷碳增強碳代替分流。這將使恆星在可以持續30秒的血漿脈衝處達到更高的溫度。
新實驗的細節是出版在日記中自然。