核融合將實現? 科學家發現全新磁能超導材料

2020-11-28 環球網

【環球網科技綜合報導】據臺灣「中時電子報」 3月12日報導,美國麻州理工學院(MIT)與大英國協融合系統公司(CFS)的研發團隊找到一種新的磁能超導材料,他們認為,這將是未來「核融合反應爐」的關鍵,並認為在未來的15年內有望實現核融合發電。

據英國《衛報》報導,美國麻州理工學院與大英國協融合系統公司(民營公司)找到新的超導磁場配方:一種塗有釔、鋇、銅的氧化複合物,其所製成的材料可在大約在零下223攝氏度時出現超導性,這已經算是「高溫超導體」了,因為大多數超導體須保持在接近絕對零度(-273度)的溫度才能起作用。這項發現允許創造更小、更高功率和更高效的磁體,對於有效核融合幫助很大。

這項技術將應用在一項名「Sparc」的模擬實驗中進行測試,它的規模要比「國際熱核融合實驗爐」(ITER)小得多,大約只有ITER的1/65,但MIT科學家相信,這項技術將會比ITER更成功,他們希望可以創造100百萬瓦的能量。

MIT的瑪莉亞•祖伯教授說:「我相信我們取得了一個可靠、可行的發展方向,將實現核融合的實用化,屆時世界的能源體系將會全面改變。」

據報導介紹,核融合是太陽發光發熱的原理,也是能源科學的「終極聖杯」,但要實現核融合的可控制化卻相當困難,因為它需要極高的溫度與極大的壓力。但在地球環境的難度又更高,因為我們沒有太陽那麼強大的重力,所以必須提高溫度到1億度以上,但如此一來又沒有任何容器可以裝盛這麼高溫的威力,於是科學家想到了磁場,用磁場包裹電漿等離子體,來容納核融合反應。這個想法雖好,但電漿等離子體總是會突破磁場較弱的地方,所以從理論到實際都一直沒有成功,從1950年代開始研究核融合以來,科學家如同追日的夸父:看得見目標,卻一直無法接近。(實習編輯:周思敏 審核:譚利婭)

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  • 科學家首度合成出室溫超導材料,在15℃展現超導特性
    超導材料雖然因零電阻、抗磁性而威名遠播,但將其技術化的困難點仍在於,這些材料只能在低溫高壓環境中發揮作用,也因此,尋找室溫下具有超導特性的材料,是科學家夢寐以求的目標。現在科學家似乎成功了,來自羅徹斯特大學的工程師和物理學家們,首次在高壓力下開發出室溫超導材料,於15℃出現超導特性。
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    這一消息迅速引發了媒體的爭相報導,《自然》雜誌甚至將其作為封面文章,足見其重大意。超導研究是物理學一個很小的分支領域,卻受到學界的重視,但到現在為止,已經有10位科學家直接因為超導研究獲得諾貝爾獎。超導是什麼?一般來說,物質按照其電阻大小可以分為兩類,電阻過大使得電流無法通過是絕緣體,可以通過的即為導體。
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    簡介: 科學家通過磁場調製微波光譜法(MFMMS)的技術對隕石進行研究,在世界上最大的隕石之一中發現了超導材料。科學家們在小塊的隕石碎片中發現了超導材料顆粒。(圖源:格萊美·徹查德,維基共享資源)根據一項最新的研究顯示,科學家檢測追蹤到世界最大的隕石內部含有大量超導材料。超導材料是電流在沒有電阻的情況下進行傳導的材料。研究量子計算機的科學家們和試圖提高能量轉化率的公司都對這種材料求之若渴。
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    概念   超導材料,是指具有在一定的低溫條件下呈現出電阻等於零以及排斥磁力線的性質的材料。   特性   1.零電阻:超導材料處於超導態時電阻為零,能夠無損耗地傳輸電能。如果用磁場在超導環中引發感應電流,這一電流可以毫不衰減地維持下去。   2.具有抗磁性:超導材料處於超導態時,只要外加磁場不超過一定值,磁力線不能透入,超導材料內的磁場恆為零。
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