韩国的“人造太阳”创造世界纪录

韩国超导托卡马克高级研究中心(KSTAR)最近宣布,在与首尔国立大学(SNU)和美国哥伦比亚大学(Columbia University)联合开展的一项研究中,等离子体在超过1亿摄氏度的温度下运行了20秒。这是2019年的两倍多(8秒),创下了新的世界纪录。这一结果有望促进可控核聚变反应从梦想向现实的转变。


KSTAR是一种超导核聚变装置,也被称为韩国的"人造太阳"。2018年,KSTAR首次允许等离子体在1亿摄氏度的温度下工作(只有当等离子体加热到超过1亿摄氏度时,才能实现可控的核聚变)1.5秒。KSTAR的最终目标是到2025年允许等离子体在超过1亿摄氏度的温度下运行300秒钟。


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为了模拟太阳在地球上的核聚变反应,科学家必须在KSTAR等聚变装置中放置氢同位素,以产生离子和电子分离的等离子体状态,离子必须在非常高温下加热和保持。迄今为止,还有其他聚变装置可以使等离子体在一亿摄氏度或更高的温度下运行,但持续时间不超过10秒,这是正常导电装置的工作时间限制,在这么高的温度下很难保持等离子体稳定。


在2020年的实验中,KSTAR通过改进去年开发的"内部传输屏障"(ITB)模型取得了最新进展。


KSTAR研究中心主任尹锡伦解释说:"等离子体在一亿摄氏度下长期工作所需的技术是实现核聚变能源的关键。Kstar这次的成功将是长期运行高性能等离子体所需技术的保证--这些技术是未来商业核聚变反应堆的关键。


KSTAR于去年8月开始运行该设备,并一直持续到12月10日。共进行了110次等离子体实验,包括高性能等离子体操作和等离子体中断缓解实验。除了高温等离子体操作的成功外,KSTAR中心还参与了国际热核聚变实验反应堆项目(ITER)的相关研究。


主编圆点


在童谣中,孩子们唱着"种植太阳";在现实中,科学家们正在创造太阳。如果能实现可控核聚变,人类就能实现"能量自由"。多么大的诱惑,多么壮丽的憧憬,多么艰难的旅程!在这么高的温度下,每延长一段时间,它就更接近人类创造太阳的梦想。本文最后指出,韩国的研究中心参与了ITER的研究。ITER是一个规模巨大、影响深远、耗资巨大的国际科技合作项目,中国也参与其中。该计划的实施结果可能影响从根本上解决能源问题的进程。

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