中国先进“人造太阳”聚变反应堆刚刚打破新的世界纪录
托卡马克内聚变的插图。 (dani3315/iStock/Getty Images)
中国在人类利用恒星力量的实验上取得了新的里程碑。
周五,中国科学院的聚变机达到了 1.2 亿摄氏度(2.16 亿华氏度),并保持了 101 秒。
最后一次东方(实验性先进超导托卡马克或 HT-7U)在 2017 年保持在扭动的等离子体环上很长时间,但温度仅达到了 5000 万摄氏度。
2018 年,该反应堆容纳的气体温度超过了 1 亿度的基准,这对于发电至关重要,但只能维持等离子体约 10 秒。
现在,它在如此长的时间内保持着太阳核心温度 1500 万摄氏度八倍的等离子体,这一新纪录让世界更加接近这种难以捉摸但备受追捧的清洁能源。
南方科技大学物理学家李淼表示:“突破是重大进展,最终目标应该是使温度长期保持在稳定水平。”告诉环球时报。
利用太阳深处发生的反应,将氢原子挤压成更大的元素,如氦。太阳依靠重力将原子聚集在一起,而在地球上,我们必须采用不太微妙的手段,提高特制发电机的温度来产生原子熔化力。
研究人员估计一升海水中的氘(一种稳定形式的氢,含有一个质子和一个中子)的量可以通过以下方式产生相当于 300 升汽油的能量。
EAST 内的实验设施需要大约 300 名科学家和工程师来支持和运营。这个巨大的环形金属管有一系列磁性线圈,用于保持围绕核心缩放的过热氢等离子体流。
挑战在于如何在足够热的地狱中将等离子体保持足够长的时间,以便发生聚变。它需要比太阳更热,因为我们的恒星更强的引力有助于将原子核挤压在一起- 我们无法在地球上复制的东西。
理论上,聚变发电具有在不产生温室气体、几乎不产生任何放射性废物的情况下安全生产如此大量能源的潜力,被一些人认为是清洁能源的圣杯。
然而,目前核聚变尚未确定,功能齐全的“人造太阳”仍有可能几十年后。我们还没有达到聚变反应堆释放的能量多于消耗的能量的程度,但一些专家认为我们正在接近。
韩国举办以前的记录1亿°C持续20秒。现在,中国人造太阳也设法在 20 秒内达到 1.6 亿摄氏度(2.88 亿华氏度),但要使等离子体在所需的高温下稳定还有很长的路要走。
核聚变是未来后碳社会的伟大追求,但与此同时,我们必须尽一切努力转向成熟的清洁能源技术以确保我们能够实现这样的未来。