韓國人造太陽刷新1億度持續運行20秒的世界紀錄

2020-12-26 科技報告與資訊

韓國超導託卡馬克先進研究(KSTAR)是一種超導聚變設備,也被稱為韓國人造太陽,在離子溫度超過1億度的情況下,成功維持高溫等離子體20秒,創造了新的世界紀錄。該項成果是與首爾國立大學(SNU)和美國哥倫比亞大學聯合研究獲得的。

為了在地球上重現太陽發生的核聚變反應,必須將氫同位素置於像KSTAR這樣的核聚變裝置內,以產生離子和電子分離的等離子體狀態,離子必須在高溫下被加熱和維持。

到目前為止,已經有其他核聚變裝置短暫地將等離子體控制在1億度或更高的溫度下,但都沒有突破維持運行10秒以上的時間,這是常導裝置的運行極限,在如此高溫下,聚變裝置很難長時間維持穩定的等離子體狀態。

2018年,KSTAR首次達到了1億度的等離子體離子溫度,持續時間約1.5秒。2019年,KSTAR等離子體活動期間,等離子體運行時間延長2倍以上,達到8秒。在2020年的實驗中,KSTAR改進了去年開發的下一代等離子體運行模式之一的內部傳輸屏障(ITB)模式的性能,成功地克服了現有的超高溫等離子體運行的極限,實現了長時間維持等離子體狀態。

KSTAR從去年8月開始運行該裝置,等離子體生成實驗持續到12月10日,共進行110次等離子體實驗,其中包括高性能等離子體運行實驗和等離子體破壞緩解實驗,這些實驗是與國內外研究機構聯合進行的。

KSTAR的最終目標是到2025年成功實現離子溫度高於1億度的300秒連續運行。從2020年11月20日起,韓國基礎科學研究院的附屬機構,國家核聚變研究所(KFE)作為一個獨立的研究機構重新啟動。

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