4月12日21时,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(east)创造新的世界纪录,成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。
对探索未来的聚变堆前沿物理问题,提升核聚变能源经济性、可行性,加快实现聚变发电具有重要意义。
万物生长靠太阳。太阳之所以能发光发热,是因为内部的核聚变反应。
核聚变能源的原材料在地球上极其丰富,且排放无污染,如果能造一个“太阳”来发电,人类有望实现能源自由。
但要造出能实用的“人造太阳”,需要上亿摄氏度的等离子体、超过千秒的连续运行时间和1兆安的等离子体电流,挑战极大。为此,全球科学家们已努力70多年。
4月12日晚,经过十几年聚力攻关,east成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,刷新2017年的101秒世界纪录,实验现场一片欢腾。
核聚变大家基本都知道是什么,简单讲就是把两个轻的元素搓到一起变成一个重的元素,这个过程会释放巨大的能量。
核聚变是宇宙中最最普遍的现象,毕竟所有恒星内部都在进行着聚变反应。
但恒星内部那种高温高压的环境是很难在地球上模拟出来的,因此人类在利用核聚变的道路上走的异常艰辛。
只要条件合适,什么元素都能聚变,但最容易的肯定就是最轻的元素——氢元素了。我们目前研究最多的是氢的同位素,氘氚的聚变。这也是可控核聚变的主流方向。
可控核聚变的实现方向目前有两个,一个是靠强大的磁场束缚住原子,让它们达到聚变的条件,使用的装置叫托卡马克。
另外一个是模拟恒星聚变的条件,用强大的激光束轰击氘氚小球,让它们在高温高压下产生聚变,使用的装置叫仿星器。
这两种方案优缺点都很明显。但目前托卡马克更为主流一些,各种指标的世界记录也基本都来自托卡马克。
近年来,在国家发改委、科技部、中科院、基金委等项目资助下,以及安徽省、合肥市、合肥综合性国家科学中心等大力支持下,EAST装置性能不断提升。
装置运行区间不断扩展,取得了多项国际托卡马克运行的重大标志性成果。
EAST装置取得的系列重大创新成果,为国际热核聚变实验堆ITER运行和我国自主建设运行聚变堆提供了重要的实验基础。
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