世界最大核聚變研究設備仿星器開始運行
德國馬克斯·普朗克研究所下屬的等離子體物理研究所10日說,用于研究核聚變反應的世界最大仿星器“螺旋石7-X”當天開始運行,并首次制造出氦等離子 體。顧名思義,仿星器就是對恒星的模仿,實際上是一種核聚變反應研究設備。按照設計,仿星器通過模仿恒星內(nèi)部持續(xù)不斷的核聚變反應,將等離子態(tài)的氫同位素 氚和氘約束起來,并加熱至1億攝氏度的高溫,發(fā)生核聚變以獲得持續(xù)不斷的能量。
10日當天,研究人員向“螺旋石7-X”內(nèi)部的等離子體容器中注入大約一毫克氦氣,并打開微波加熱裝置,氦等離子體隨之產(chǎn)生。雖然“螺旋石7-X”首次制造出的氦等離子體僅存在十分之一秒,研究人員對這一結果依然十分滿意,表示“一切都在按計劃進行”。 “我們從惰性氣體氦氣開始制造等離子體,明年我們才會換成真正的研究對象——氫等離子體,”項目主管托馬斯·克林格爾說,“因為將氦氣變成等離子體更為容易,我們還能用氦等離子體清潔容器表面。” 受控核聚變裝置“螺旋石7-X”由馬克斯·普朗克等離子體物理研究所承建,位于德國東北部城市格賴夫斯瓦爾德,“螺旋石7-X”項目投資達10億歐元,經(jīng)過9年的建造和100萬個工時的組裝,該裝置的主要組裝工作在2014年完成。隨后,研究人員開始準備工作,對所有技術系統(tǒng)逐一進行測試。 馬克斯·普朗克研究所同時擁有兩種不同類型的核聚變研究裝置。與目前常用的以環(huán)形封閉磁場約束等離子體、實現(xiàn)受控核聚變的“托克馬克”方式相比,“螺旋石7-X”不但安全性更高,其最大特點是一次運行可以連續(xù)約束超高溫等離子體長達30分鐘,而“托克馬克”方式的這一約束時間最高紀錄僅為6分30秒。 實現(xiàn)對超高溫等離子體的長時間約束是反應堆設計領域的“圣杯”,這意味著控制核聚變的進程,也就是說可以控制核聚變的開始和停止,并隨時對反應速度進行調控。 核聚變是解決能源問題的主要選擇之一。核聚變反應所需的氚和氘在自然界中廣泛存在,1公斤核聚變原料產(chǎn)生的電能等同于1.1萬噸煤產(chǎn)生的電能。核聚變反應堆比目前核電站的核裂變反應堆產(chǎn)生的核廢料更少,放射性也會在短期內(nèi)消失。“螺旋石7-X”等仿星器設計方案被認為是未來核電站反應堆的發(fā)展方向。 |




