法國托卡馬克的鎢殼反應堆實現了新的聚變記錄

知新了了 2024-05-07 10:03:20

一個安置在高度耐用的鎢中的聚變裝置,産生了比以前記錄的能量更大、密度更大的等離子體。

法國的托卡馬克通過將其反應包裹在鎢中創造了聚變等離子體的新記錄,鎢是一種耐熱金屬,可以讓物理學家在比碳托卡馬克更高的能量和密度下維持更長的熱等離子體。

托卡馬克(Tokamak)是一種環形(甜甜圈)形狀的聚變裝置,它利用磁場限制等離子體,使科學家能夠擺弄過熱的材料並誘導聚變反應。最近的成就,是在由法國替代能源和原子能委員會(CEA)運營的WEST(穩態托卡馬克中的鎢(W)環境)托卡馬克上取得的。

WEST被注入了1.15千兆焦耳的功率,並持續了大約5000萬攝氏度的等離子體6分鍾。在科學家將托卡馬克內部包裹在鎢中後,它創造了這一紀錄,鎢是一種熔點極高的金屬。普林斯頓等離子體物理實驗室的研究人員,使用托卡馬克內部的X射線探測器來測量等離子體的各個方面以及使其成爲可能的條件。

“這些都是美麗的結果,”CEA的科學家、長期運行國際挑戰協調(CICLOP)主席澤維爾·利塔頓(Xavier Litaudon)在新聞稿中說。“盡管我們處于一個充滿挑戰的環境中,但由于鎢牆的存在,我們已經達到了一個靜止的狀態。”

當原子融合時,就會發生核聚變,減少它們的總數,並在此過程中釋放出大量的能量。不要把它與核裂變相混淆,核裂變是原子分裂産生能量的相反過程。核裂變會産生核廢料,而核聚變則被視爲能源研究的潛在聖杯:這是一個清潔的過程,可以優化産生比最初反應所需的能量更多的能量。因此,也引發了圍繞“無限能源”的大肆宣傳和類似的樂觀思考。

今年早些時候,韓國聚變能源研究所(Korea Institute of Fusion Energy)在其KSTAR托卡馬克裝置中安裝了一個鎢分流器,取代了該裝置的碳分流器。鎢的熔點比碳高,據韓國國家科學技術研究委員會稱,新的轉化器將反應堆的熱通量極限提高了兩倍。KSTAR的新型導流劑使該研究所的團隊能夠更長時間地維持超過1億攝氏度的高離子溫度。

PPPL物理研究和X射線探測器項目的首席科學家、實驗室高級項目負責人路易斯·德爾加多·阿帕裏西奧在同一份新聞稿中說:“鎢壁環境比使用碳更具挑戰性。這很簡單,就像在家裏抓你的小貓和試圖撫摸最凶猛的獅子之間的區別。”

這是核聚變的激動人心的時刻。但這是真的!正如我們去年報道的那樣:

核聚變研究取得了緩慢但重大的進展;2022年,勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家首次在聚變反應中獲得了淨能量。我們距離吹噓的可靠、零碳能源的目標還很遠,這一成就帶有一些警告,但它仍然表明該領域正在緩慢前進。

我們必須強調 —— 就像我們每次討論核聚變技術的可能性一樣 —— 進步的道路將是曲折的、緩慢的,在某些情況下甚至是徒勞無益的。每一座山都有自己的小山丘,除非你不斷攀登,否則你無法知道它們在進步中的意義。

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知新了了

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