託卡馬克裝置穩定運行方案已找到,人類向能源自由又邁進1步

2020-12-05 華箋流香

》欲戴王冠,必承其重。可控核聚變被稱為人造太陽,是人類夢想,但也面臨著太陽的問題。

太陽是一個熊熊燃燒的,核聚變大火球!太陽的內部是高溫等離子體,這些高溫等離子體既屬於流體,又帶電荷,電荷的運動會形成磁場。在太陽的表面會形成大量的磁通量管。磁通管內部會聚集著大量的能量,一旦磁通管破裂,這塊能量就會瞬間的釋放出來,形成太陽耀斑。同樣的事情也發生在被稱為人造太陽的託卡馬克裝置上。

》太陽約束聚變材料的是重力,而在地面上模擬核聚變的託卡馬克裝置的運行時,依靠強大的磁力線,把高溫等離子體約束在一個真空腔內。

這些等離子體圍繞著真空腔做高速運動,最快速度可以達到每秒鐘5公裡。下面這張照片就是在真空腔內運行的高溫等離子體的可見光照片。

然而,這些高溫等離子體,也會像太陽耀斑那樣突然爆。可以在2.5‰的面積之內釋放5%的能量。與太陽耀斑不同的是,太陽耀斑對太陽沒有任何影響,但是託卡馬克裝置內部的能量爆發,卻會讓高溫等離子體撞擊真空腔壁的屏蔽材料,造成嚴重燒蝕。

》目前上世界上運行的多個託卡馬克裝置都面臨著相同的問題,所以即使人類已經能夠點燃核聚變之火,馴服人造太陽暴躁的脾氣也不是一件容易的事。

近日,中國科學家發展出一種新的理論,使得人類朝能源自由又邁進了一步。

中科院等離子物理研究所的專家,把等離子體突然性大爆發的模式,改造成頻繁小爆發的模式。使等離子體爆發時的能量密度大幅度減小,對託卡馬克裝置的屏蔽層不會再產生影響。

熱核聚變能源是人類獲得長期穩定永久能源的必由之路,也是人類大規模探索太空和星際航行的必須條件。中國科學家的研究成果,使我們向著完全的能源自由又邁進了一步。可控核聚變離我們越來越近了。

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