近日,位於安徽省合肥市“科學島”上的中國大科學裝置“東方超環”取得重大突破,等離子體中心電力溫度首次實現1億攝氏度執行近10秒。
“東方超環”是全超導託卡馬克核聚變試驗裝置,被稱為“人造太陽”。該裝置由中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所自主研製,是世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克,也是中國第四代核聚變實驗裝置。
據了解,人類開發核能的途徑主要有兩條——重元素的裂變和輕元素的聚變。利用核裂變原理,人類已建造了幾百個核電站,對於核聚變的利用卻落後很多。“人造太陽”的科學目標是,讓海水中大量存在的氘和氚在高溫高密度條件下,像太陽一樣發生核聚變,為人類提供源源不斷的清潔能源。這被視為進入第四次工業革命的最強大的基石之一。
科學家測算,1升海水含有0.03克氘,產生的聚變能源相當於300升汽油。海水中共有超過45萬億噸氘,釋放的能量夠人類使用上億年。更重要的是,核聚變反應的產物是氦元素和中子,不產生任何有害物質,堪稱完全清潔的能源。但“人造太陽”至少滿足“極高的溫度”與“充分的約束”兩個苛刻條件,才能實現核聚變反應永續進行,併為人所用。
2017年7月,“東方超環”在世界上首次實現5000萬度等離子體持續放電101.2秒的高約束執行,實現了從60秒到百秒量級的跨越,創造了核聚變的世界紀錄。
2018年11月,“東方超環”首次實現加熱功率超過10兆瓦,等離子體儲能增加到300千焦。在電子迴旋與低雜波協同加熱下,等離子體中心電子溫度首次達到1億攝氏度,獲得的實驗引數接近未來聚變堆穩態執行模式所需要的物理條件。(央視新聞)
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