韩国“人造太阳”聚变反应堆的升级,又创造了一个破纪录的结果,其新组件能够更好地承受高温,并将1亿度的等离子体旋转球维持近50秒。
与韩国超导托卡马克高级研究反应堆(KSTAR)相比,这是近20秒的飞跃。近年来,该反应堆一直在打破自己的记录,即它能在甜甜圈形状的外壳中产生并容纳疯狂高温等离子体的时间。
在1亿摄氏度的温度下,等离子体(一种热的电离气体云)中的重氢同位素被迫融合在一起,以类似于太阳核心发生的方式释放能量。然而,核聚变所面临的挑战 —— 它承诺更清洁、几乎无限的能量 —— 是利用磁场来控制等离子体的扭曲环。
KSTAR的最新成果令人印象深刻,因为它在聚变发电的道路上面临着一些关键挑战,尽管其他具有同类技术的聚变反应堆已经进一步突破了极限。
通过试运行新组件,KSTAR正在为国际热核实验反应堆(ITER)铺平道路 —— 如果它能克服预算超支和技术障碍,它可能成为世界上最大的托卡马克聚变反应堆。
韩国核聚变能源研究所(KFE)上周宣布,KSTAR的新纪录源于2023年对反应堆分流器的升级,该组件处理反应堆内最热的温度,同时将废物排出。
KSTAR的导流器现在是由钨制成的,钨的熔点很高,但不像海绵那样吸收等离子体燃料,也不像以前的碳基导流器那样与等离子体燃料发生反应。
新分流器的安装于去年完成,帮助KSTAR在最近3个月的运行中,将创纪录的融合时间从2021年的半分钟延长至48秒。
KSTAR研究中心主任Si-Woo Yoon在一份声明中解释说:“尽管这是在新型钨分流剂环境下进行的第一次实验,但彻底的硬件测试和活动准备使我们能够在短时间内取得超过以前KSTAR记录的结果。”
然而,必须证明该导流器在7倍于太阳的温度下的性能;这绝不是板上钉钉的事。
KFE的研究人员希望它能像碳基分流器一样发挥作用,但钨可能会破碎,或者新装置无法产生等离子体。不仅导流器的材料发生了变化,而且它的形状也发生了变化。
KFE物理学家Hyunseok Kim说:“在活动开始时,托卡马克内壁的温度并没有很好地上升,但研究人员能够迅速适应新的操作条件,使等离子体与磁场发生冲突。”
钨转喷器也不是唯一有助于提高KSTAR性能的升级。KFE的研究人员与美国能源部普林斯顿等离子体物理实验室合作,并在2月份的《自然通讯》上发表文章,描述了他们如何找到一种方法来稳定等离子体边缘的弱点,这些弱点是由保持等离子体的磁线圈中的微小缺陷引起的。
这一改进带来了第二个里程碑 —— 含有等离子体的高效状态,称为高约束或“h模式”,持续102秒。之前的尝试都被限制在几秒钟内,然后性能就会急剧下降。
理想情况下,一个全面运行的核聚变电站将在h模式下的临界温度下运行足够长的时间,以产生可持续的能源。这些成就是朝着这一目标迈出的重要一步。
KFE高性能场景研究团队的等离子体物理学家Hyeon-seon Han说,该团队目前正在审查这批最新的实验数据,这些数据将用于ITER的准备工作,汇总他们的结果以供发表,并计划他们的下一个活动。
Hyeon-seon Han希望他们很快就能突破50秒大关,朝着项目的最终目标迈进,即到2026年底,在温度超过1亿度的情况下,实现300秒的等离子体操作。
这比KSTAR目前的记录长六倍,比中国的实验先进超导托卡马克(EAST)反应堆短几分钟,后者截至去年4月可以产生并维持近7分钟的等离子体。
但是,要启动聚变反应堆并产生哪怕几秒钟的等离子体反应,都需要大量的能量 —— 因此,它们产生大量清洁能源的能力还需要几十年的时间。
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中国不止这点时间吧!韩吹。
韩国的常温超导体带来的技术[笑着哭]
原来是韩国国内记录
韩国的核聚变不是已经工业应用了吗?
2026年?!
韩国?不是上千年前早已飞出太阳系征服宇宙的那群人吗?
三家姓 奴不愧是宇宙第一强国[点赞]
这是韩国国内记录,别误导大家!
中国不止这点时间吧!韩吹。
韩国病人没医生
求解释怎么1亿度都融化不了所以设备物件[流鼻涕]!
永远还差50年
韩国的常温超导体带来的技术
韩国有这实力单独搞个反应炉出来?
我不了解前沿科学 但我了解南朝鲜小棒子
不愧是登陆过太阳的民族,在太阳上充分吸取了太阳核聚变的经验[得瑟]
大胆点,1亿亿亿亿亿亿度[哭哭]
我们遥遥领先[点赞]
聚变反应堆能否在可持续时间内产生清洁能源?
快点搞出来!这儿等着逆向研究呢。
韩国的核聚变不是已经工业应用了吗?