德国科学家刚刚启动了最大的 Wendelstein 7-X (W7X) 仿星器同类机器 - 首次成功产生和维持氢等离子体。
为什么这有这么大的事? 氢等离子体的产生是利用清洁、无限的核聚变能源(为太阳提供动力的过程)的关键。 如果我们能够实现受控核聚变,它将真正改变世界,因为它将取代化石燃料和核能设施作为更便宜、更高效和更可持续的能源。
“这是一种非常清洁的能源,是你所希望的最清洁的能源。我们这样做不是为了我们自己,而是为了我们的子孙,”团队成员之一、卡尔斯鲁厄理工学院的物理学家约翰·杰洛内克 (John Jelonnek) 说,告诉美联社。
核裂变是我们目前的核设施所实现的,它通过将原子核分裂成更小的中子和原子核来产生能量。 虽然裂变非常高效,但它释放的能量是每质量的效率提高数百万倍与煤炭相比,它需要对危险的放射性废物进行非常仔细(且成本高昂)的管理。
另一方面,当原子在极高的温度下融合在一起时,核聚变会产生大量的能量,但不会产生放射性废物或其他不需要的副产品。
最重要的是,在过去的 45 亿年里,核聚变一直为我们的太阳提供燃料,这意味着,如果我们能够利用它,只要我们存在,人类就几乎可以满足其能源需求。 但这是一个很大的“如果”,因为科学家们已经为此研究了六十多年,并且仍在处理一些非常重大的障碍。
实现受控核聚变的众多问题之一是我们实际上必须在太阳内部重建条件 - 因此,建造一台能够产生和操纵 1 亿摄氏度(1.8 亿华氏度)等离子体球的机器气体。
早在11月份,德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所的研究人员首次启动了价值数十亿美元的仿星器,并成功产生了超热的氦等离子体团。 这是仿星器首次被证明能够像竞争的核聚变机器一样产生和维持等离子气体。
氦气作为概念证明非常有用,但氢气释放出更多的能量 - 它也更难加热。
但该团队今天早些时候报道称仅使用 2 兆瓦的微波辐射,他们就能在四分之一秒内将氢气加热到 8000 万度。 这听起来可能不多,但同样,这是一个概念证明,该团队表示,他们可以想象,他们能够将其扩大规模,将氢气加热到 1 亿度的基准,并且还能将产生的等离子体维持更长时间。 。
“氢等离子体实验将持续到三月份,届时反应堆容器内将安装保护性碳瓦和用于消除杂质的偏滤器,”Alexander Hellemans 为 Spectrum IEEE 做报告。 “随后微波等离子体加热功率将增加到20兆瓦,使等离子体能够持续长达30分钟。”
该团队表示,WX 仿星器实际上并不是为了通过核聚变产生可用能量而设计的,它的作用只是证明它可以做到。 “在 WX 的后期阶段,从 2019 年开始,我们将使用氘,我们将进行聚变反应,但不足以获得比我们投入的更多的能量,”团队成员之一 Hans-Stephan Bosch 说道,海勒曼斯告诉我,并补充说没有计划向氢等离子体中添加氚以实现收支平衡。
关注这个领域,因为现在 WX 正式参赛,这确实是令人兴奋的时刻与国际热核实验堆- 法国的一座巨大核聚变反应堆也成功地捕获了等离子体足够长的时间,以便发生聚变。 我们迫不及待地想看看三月份会发生什么。