美國託卡馬克聚變反應堆破世界紀錄—新聞—科學網

2020-12-05 科學網
美國託卡馬克聚變反應堆破世界紀錄
向受控核聚變的實現邁進了一大步

 

麻省理工學院的阿爾卡特C-Mod裝置內部。

科技日報北京10月18日電 (記者張夢然)據美國麻省理工學院官方網站消息,該校科學家在阿爾卡特C-Mod(Alcator C-Mod)託卡馬克聚變反應堆實驗中創造出新的世界紀錄,等離子體壓強首次超過了兩個大氣壓。鑑於高壓等離子體是實現可控核聚變的關鍵因素,這意味著人類距獲得「取之不盡用之不竭」的清潔能源又近一步。

核聚變會產生威力巨大的能量,但要為我們所用,就必須使其在人為控制下進行,掌握其速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。

託卡馬克(Tokamak)就是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器。在麻省理工學院服役23年的阿爾卡特C-Mod實驗裝置曾在2005年製造了1.77個大氣壓的世界紀錄。此次,該裝置的等離子體壓強達到2.05個大氣壓,其中等離子體每秒發生300萬億次聚變反應。新紀錄在該裝置以往成績的基礎上提高了15%,對應的溫度達到3500萬攝氏度,約是太陽核心溫度的兩倍。

阿爾卡特C-Mod是世界唯一的緊湊型強磁場核聚變託卡馬克裝置。其高強度磁場可達8特斯拉,相當於16萬倍地球磁場,而其離子體壓強比其他託卡馬克裝置至少高70%。

但在2012年,該裝置的主管部門美國能源部決定,出於國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)的預算壓力,在國會最後一筆為期3年的資助到期後,阿爾卡特C-Mod裝置必須關閉。不過,它在收官之戰中表現異常精彩,創下磁場約束高溫等離子體壓強的最新紀錄,且這一紀錄或將保持十數年之久——據報告稱,ITER裝置預計會在2032年以2.6個大氣壓全面運作。

據稱,團隊成員不會將設備的關閉視為研究的結束,此次的關鍵技術在於高強度磁場,C-Mod最後的完美表現可以證明高強度磁場核聚變領域的強勁勢頭。

 

特別聲明:本文轉載僅僅是出於傳播信息的需要,並不意味著代表本網站觀點或證實其內容的真實性;如其他媒體、網站或個人從本網站轉載使用,須保留本網站註明的「來源」,並自負版權等法律責任;作者如果不希望被轉載或者聯繫轉載稿費等事宜,請與我們接洽。

相關焦點

  • 美國託卡馬克聚變反應堆破世界紀錄
    原標題:美國託卡馬克聚變反應堆破世界紀錄   科技日報北京10月18日電 (記者張夢然)據美國麻省理工學院官方網站消息,該校科學家在阿爾卡特C-Mod(Alcator C-Mod)託卡馬克聚變反應堆實驗中創造出新的世界紀錄,等離子體壓強首次超過了兩個大氣壓。鑑於高壓等離子體是實現可控核聚變的關鍵因素,這意味著人類距獲得「取之不盡用之不竭」的清潔能源又近一步。
  • 美國託卡馬克聚變反應堆打破世界紀錄
    近日,麻省理工科學家在阿爾卡特C-Mod(Alcator C-Mod)託卡馬克聚變反應堆實驗中創造出新的世界紀錄,等離子體壓強首次超過了兩個大氣壓。託卡馬克是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器,該裝置的等離子體壓強達到2.05個大氣壓,其中等離子體每秒發生300萬億次聚變反應,比以往成績提高了15%,對應的溫度達到3500萬攝氏度,約是太陽核心溫度的兩倍。高壓等離子體屬於可控核聚變,這意味著人類距獲得「取之不盡用之不竭」的清潔能源又近一步。
  • ...託卡馬克|超導託卡馬克|人造太陽|聚變|east|iter|法國|阿齊莫...
    國際熱核聚變實驗堆(ITER)日前正式在法國開啟工程安裝工作。人們把可控核聚變實驗裝置稱為「人造太陽」。ITER是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程計劃。歐盟、中國、美國、俄羅斯、日本、韓國和印度在內的34個國家和組織參與了這個計劃。
  • 用於容納全球最大託卡馬克聚合反應堆的結構體建造完成
    據了解,國際熱核實驗反應堆(ITER)是一種被稱為託卡馬克(tokamak)的核聚變反應堆,自1985年以來一直在建造中,該項目有來自35個國家的數千名科學家和工程師合作參與。這些甜甜圈形的裝置被設計用來容納由氫原子組成的環形等離子體流,當這些等離子體被超導磁體壓縮融合後會釋放出大量的能量。然而在託卡馬克反應堆方面科學家們則還有一些關鍵的技術挑戰有待克服。
  • 【核科普】核聚變裝置「託卡馬克」簡史
    直到1970年,前蘇聯在託卡馬克裝置T-3上,才有可以察覺到的核聚變能量輸出,能量增益因子Q值為十億分之一。從1970年代末開始,美、歐、日、蘇開始建造四個大型託卡馬克,即美國的聚變實驗反應器TFTR,歐洲建在英國的歐洲聯合環JET,日本的JT-60和原蘇聯的T-15,它們是後來在磁約束聚變研究中做出了決定性貢獻的四個裝置。
  • 德國開始測試「仿星器」核聚變反應堆
    不久前德國科學家在德國格賴夫斯瓦爾德的一個大型實驗室內成功開啟了世界上最大的「仿星器」核聚變反應堆——「文德爾施泰因 7-X」(簡稱W7-X)。
  • 世界上最大的核聚變反應堆終於開建
    不幸的是,實用的核聚變技術仍然只是夢想和遙不可及的幻象。經過35年的艱苦準備和無數次拖延,科學家們終於通過在聖保羅萊迪朗斯(Saint-Paul-les-Durance)啟動了世界上最大的聚變反應堆大規模國際熱核實驗反應堆(ITER)的為期五年的組裝階段。
  • 科學家嘗試建造球形託卡馬克獲得能量增益—新聞—科學網
    不過,形似甜甜圈、被稱為託卡馬克的容器仍是佔主導地位的聚變策略,並且是ITER的基石。託卡馬克裝置旨在利用磁場控制超高溫等離子體。然而,即使在託卡馬克中間,一種更加靈巧的替代方案也出現了:球形託卡馬克。 想像一下傳統託卡馬克的甜甜圈形狀鼓起來,變成一種更像去核蘋果的形狀。該想法的倡導者認為,這種簡單的改變有可能打開同ITER前景相匹配的聚變發電廠之路,同時無須龐大的規模。
  • 全超導託卡馬克核聚變實驗裝置
    經過近半個世紀的努力,在託卡馬克上產生聚變能的科學可行性已被證實,但相關結果都是以短脈衝形式產生的,與實際反應堆的連續運行有較大距離。超導技術成功地應用於產生託卡馬克強磁場的線圈上,是受控熱核聚變能研究的一個重大突破。超導託卡馬克使磁約束位形能連續穩態運行,是公認的探索和解決未來聚變反應堆工程及物理問題的最有效的途徑。目前建造超導裝置開展聚變研究已成為國際熱潮。
  • 德國開啟世界最大「仿星器」核聚變反應堆
    科學家成功開啟了世界上最大的「仿星器」核聚變反應堆。
  • 託卡馬克」是世界最大、最複雜的磁約束核聚變裝置
    近日,記者走進位於聖保羅-萊迪朗斯的ITER組織總部,深入到熱核聚變實驗反應堆建設工地現場,目睹和感受這個堪與國際空間站、人類基因組計劃等工程相媲美的國際大科學工程的宏偉與複雜。   ITER組織建設的熱核聚變實驗反應堆是一個學名叫「託卡馬克」的裝置。
  • 世界最大「仿星器」核聚變反應堆揭秘:無限廉價能源
    據英國《每日郵報》報導,科學家已經成功地開啟世界上最大的「仿星器」(Stellarator)核聚變反應堆。該裝置被暱稱為「文德爾施泰因7-X」(簡稱W7-X),能一次約束超高溫的等離子體長達30分鐘以上。近日,W7-X反應堆製造出了溫度高達100萬攝氏度的氦等離子體,持續了十分之一秒。
  • 1億度20秒,韓國核聚變打破我國保持的世界紀錄,技術難關在哪
    11月24日,韓國聚變能研究所的超導託卡馬克研究中心宣布,他們成功地將高於1億度的等離子體連續運行了20秒。這項舉動打破了由我國東方超環所保持的世界紀錄,此前我們在1億度的高溫下運行了將近10秒。在聚變反應堆中,聚變反應產生的中子將被包裹在核心的鋰包層中吸收。然後鋰被轉化成氚(用於反應堆燃料)和氦。覆蓋層必須足夠厚(約1米),以降低高能(14兆電子伏)中子的速度。聚變的困難人類製造核聚變的困難在於開發一種設備,該設備可以將氘和氚加熱到足夠高的溫度並保持足夠的時間,以便聚變反應釋放出來的能量比使反應進行的能量更多。
  • 【獨家·24小時】一朝成名的託卡馬克
    大型託卡馬克裝置的代表有歐洲的JET、美國的TFTR、日本的JT-60、中國的EAST和多國合作的ITER。        位於英國牛津卡勒姆聚變中心的歐洲聯合環狀反應堆JET,是世界上已建成的大型常規託卡馬克裝置。
  • 世界上最大的核聚變反應堆開始組裝
    人類目前科技的本質就是「燒開水」,而可控核聚變將徹底改變這一狀況。2006年開始,國際熱核實驗堆(簡稱ITER)即國際熱核實驗反應堆一直在進行中,它是人類有史以來最雄心勃勃的能源項目之一。ITER的託卡馬克(tokamak),圓周長30米,高30米,由在許多國家/地區製造的超過一百萬個零件組成。用於容納反應堆的建築物的建設已於去年11月完成,這為託卡馬克實驗奠定了基礎,該實驗將容納比現在設備的等離子體流厚10倍的等離子體流。
  • 英國的一個實驗性聚變反應堆已成功通電
    經過長達七年的漫長發展,英國的一個實驗性聚變反應堆已成功通電,並實現了「首次等離子體」:確認其所有組件都能協同工作,將氫氣加熱到物質的等離子相。英國科學大臣阿曼達·索洛韋(Amanda Solloway)在一份聲明中說:「我們希望英國成為核聚變能源的世界領導者,並利用其作為清潔能源的驚人潛力,這種能源可以持續數百年。」「啟動MAST升級設備是此次國家核聚變實驗的一個標誌性時刻,使我們朝著我們到2040年建成英國第一座核聚變電站的目標又邁進了一步。」
  • 歷時七年,英國實驗性核聚變反應堆點火成功
    "我們希望英國成為核聚變能源技術的世界領導者,並利用其作為清潔能源的驚人潛力。"英國科學部部長阿曼達·索洛維在聲明中說,"MAST Upgrade裝置通電是這個國家核聚變實驗的一個裡程碑式的時刻,使我們朝著在2040年之前建造英國第一座核聚變電站的目標又邁進了一步。"核聚變反應堆需要某種裝置來控制等離子體。
  • 英國聚變反應堆從「甜甜圈」升級為「蘋果」
    圖片來源:UKAEA本報訊據《科學》報導,經過7年建造,英國改造後的聚變反應堆——兆安球形託卡馬克(MAST)的升級版,日前首次啟動。這個價值5500萬英鎊的裝置未來將作為所有核聚變反應堆關鍵技術的測試平臺,並可能為新能源生產設施的設計提供跳板。託卡馬克通過將輕元素融合在一起產生能量。這些甜甜圈形狀的容器含有超熱的氫同位素電離氣體或等離子體,它受到強大磁鐵的約束,並被微波和粒子束加熱。MAST是標準託卡馬克的變體,它的形狀更像一個帶核的蘋果而不是甜甜圈。
  • 核聚變發電有望了?我國核聚變裝置已能放電,電流已達250萬安培
    提起「人造太陽」,我們都會想到可控核聚變,想到託卡馬克裝置,這種熱核聚變反應堆被認為是解決人類未來電能等能量需求的絕佳方式,因為它可控熱核聚變可以穩定的產生極高的能量,而且清潔無汙染,是最理想的電能等能量的來源渠道。
  • 英國核聚變反應堆由「甜甜圈」變身「去核蘋果」,究竟改進...
    中所介紹,目前實現可控核聚變有幾種方案,包括雷射約束核聚變、磁約束核聚變等,其中,人類對託卡馬克的研究是最深入的。英國本次成功進行試驗的裝置MAST Upgrade也屬於託卡馬克(Tokamak),這是一種環形裝置,利用強大的磁場製造出一個封閉空間,讓核聚變的高溫反應在磁場空間中進行。託卡馬克的中央是一個環形的真空室,很長一段時間以來,這種裝置的形狀都像個甜甜圈。