据美国趣味科学网站1月22日报道,中国的“人造太阳”反应堆打破了其此前创下的维持超高温等离子体运行的世界纪录。这标志着该反应堆在通往近乎无限的清洁能源的道路上又迈出一步。
据报道,中国的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)20日实现了1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,比之前的最长时间403秒延长了一倍多。
核聚变反应堆被戏称为“人造太阳”,因为它们产生能量的方式与太阳相类似——通过热量和压力使两个轻原子融合为一个重原子。太阳的压力比地球的反应堆要大得多,因此科学家们通过比太阳高出许多倍的温度来进行补偿。
核聚变反应有望为人类提供一种近乎无限的能源来源,这个过程没有温室气体排放,也不会产生大量核废料。科学家们研究这项技术已经有70多年的历史,然而其进展速度可能还不足以为解决气候危机提供实际解决方案。研究人员期待我们能在未来几十年内获得核聚变能量,但实际可能需要更长的时间。
EAST创造的新纪录不会立即给我们带来被称为清洁能源“圣杯”的核聚变能源,但它是向未来实现核聚变发电厂发电迈出的重要一步。
EAST是一个磁约束反应堆,又称托卡马克反应堆,其目的是保持等离子体在较长时间内持续燃烧。像这样的反应堆从未实现点火,但新纪录是朝着维持长时间高约束等离子体循环迈出的一步。
中国科学院等离子体物理研究所所长、聚变项目负责人宋云涛告诉媒体:“一个聚变装置要达到千秒量级的稳定可靠,确保实现等离子体的长脉冲稳态运行,未来的聚变电站源源不断发电才有可能。”
EAST是全球几个核聚变反应堆之一,但它们目前使用的能量都远远超过其产生的能量。2022年,美国国家点燃实验设施的核聚变反应堆利用与EAST不同的实验方法,依靠快速爆发的能量,在其堆芯中短暂实现了点火,但整个点火装置所消耗的能量仍然远超聚变反应所产生的能量。
像EAST这样的托卡马克实验装置是最常见的核聚变反应堆。EAST加热等离子体,并利用强磁场将其约束在一个甜甜圈状的反应堆腔体内。据报道,研究人员对反应堆进行了多项升级才创下最新纪录,包括将其加热系统的功率提高了一倍。
EAST收集的数据将为中国和国际上其他反应堆的研发工作提供支持。中国参与了国际热核聚变实验反应堆计划(ITER),包括美国、英国、日本、韩国和俄罗斯在内的数十个国家都参与了该计划。
正在法国南部建造的ITER反应堆包含世界最强磁体,最早将于2039年实现点火。ITER反应堆是一个实验工具,旨在制造持续的核聚变反应用于研究目的,但也可能为未来的聚变发电厂铺平道路。(编译/杨雪蕾)