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韩国可将核聚变反应超过1亿的能量控制3

来源:多米尼克国 时间:2024/3/4
北京治疗白癜风权威医院 http://finance.sina.com.cn/chanjing/b/20090930/09073071708.shtml

核聚变反应在超过1亿°C的温度下持续了30秒。虽然持续时间和温度本身并没有被记录下来,但同时实现热量和稳定性使我们能更接近可行方案的利用聚变反应堆,只要所使用的技术可以扩大规模。

大多数科学家都认为,可行的聚变能至少需要几十年的时间,但实验和结果的渐进式进步仍在继续。年进行的一项实验创造了一种能量足以自我维持的反应,商业反应堆的概念设计正在起草中,而法国的大型ITER实验聚变反应堆的工作业在不间断的进行中。

现在,韩国首尔国立大学的Yong-SuNa和他的同事们已经成功地在可行的反应堆所需的极高温度下运行反应,并使设备内产生物质的热电离状态稳定30秒。

控制这种所谓的等离子体至关重要。如果它接触到反应堆的边缘,它会迅速冷却,扼杀反应并对容纳腔室造成重大损害。研究人员通常使用各种形状的磁场来容纳等离子体,有些人使用边缘传输屏障ETB,该屏障在反应堆壁附近具有尖锐的压力截止率来阻止等离子体,这种状态可以阻止热量和等离子体逸出。其他人使用内部运输屏障(ITB),在靠近等离子体中心的地方产生更高的压力。但两者都可能造成不稳定。

Na的团队在韩国超导托卡马克高级研究(KSTAR)设备上使用了改进的ITB技术,实现了更低的等离子体密度。他们的方法似乎提高了等离子体核心的温度,并降低了边缘的温度,这可能会延长反应堆部件的使用寿命。

伦敦帝国理工学院的多米尼克·鲍尔(DominicPower)说,为了增加反应堆产生的能量,你可以使等离子体变得非常热,使其非常致密或增加限制时间来稳定反应堆的能量。

“该团队发现,密度限制实际上比传统的操作模式难度低一点,这并不一定是一件坏事,因为它被核心的较高温度所补偿,”他说。“这绝对令人兴奋,但是我们对物理学的理解在多大程度上扩展到更大的设备存在很大的不确定性。因此,像ITER这样的东西将比KSTAR大得多。

Na说,低密度是关键,等离子体核心的快速运转或更高的能离子,所谓的快速离子调节增强(FIRE),是稳定性不可或缺的一部分。但该团队尚未完全了解所涉及的机制。

反应在30秒后停止,只是因为硬件的限制,将来应该可以更长的时间。KSTAR现在已经关闭以进行升级,反应堆壁上的碳组件被钨取代,Na说这将提高实验的可重复性。

英国曼彻斯特大学的LeeMargetts说,聚变反应堆的物理学正变得越来越容易理解,但在建造一个正在运行的发电厂之前,还有一些技术障碍需要克服。其中一部分将是开发从反应堆中抽出热量并用它来产生电流的方法。

“这不是物理学,而是工程学,”他说。“如果你只是从燃气或燃煤发电站的角度来考虑这个问题,如果你没有任何东西可以传输热量,那么操作它的人会说我们必须关闭它,因为它变得太热了,它会融化发电站,这正是这里遇到的情况。

伦敦帝国理工学院的布莱恩·阿佩尔贝(BrianAppelbe),同意聚变研究中留下的科学挑战应该是可以实现的,FIRE是向前迈出的一步,但商业化将是困难的。

“磁约束聚变方法已经有相当长的历史,可以解决它遇到的下一个问题,”他说。“但让我有点紧张或不确定的是,基于此实际建造经济型发电厂的工程挑战。

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