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「人造太陽」首以1億℃運行 重大突破 奠定開發核聚變能源基礎

【明報專訊】中國「人造太陽」裝置研究取得重大突破,實現加熱功率超過10兆瓦,等離子體儲能增加到300千焦,等離子體中心電子溫度首次達到1億℃,獲得的多項實驗參數接近未來核聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件。向未來核聚變堆實驗運行邁出關鍵一步,也為人類開發利用核聚變清潔能源奠定重要的技術基礎。

EAST物理實驗持續4月

據央視新聞客戶端報道,EAST是中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所自主研制的磁約束核聚變實驗裝置,是世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克(Tokamak,又稱環磁機),也是中國第四代核聚變實驗裝置,實驗裝置的目標是讓海水中大量存在的氘(音:刀)和氚(音:川)在高溫條件下,像太陽一樣發生核聚變,為人類提供源源不斷的清潔能源,所以也被稱為「人造太陽」。

今年以來,EAST物理實驗持續經歷4個多月,重點開展高功率加熱下堆芯物理機制研究的系列實驗。通過改良多種加熱技術在高參數條件下的耦合與電流驅動、等離子體先進控制等,結合理論與數值模擬,實現加熱功率超過10兆瓦,等離子體儲能增加到300千焦;在電子回旋與低雜波協同加熱下,等離子體中心電子溫度達到1億℃,並有效拓展了適應於聚變堆高性能等離子體穩態高約束模式的運行區間,實現了高約束、高密度、高比壓的完全非感應先進穩態運行模式,獲得的參數接近未來聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件。

耗資50億美元 建造需10年 

自1952年第一顆氫彈爆炸後,人類製造核聚變反應成為現實,但科學家們一直尋找途徑,把氫彈爆炸在某個試驗裝置上加以控制地讓它發生,然後源源不斷地取出核聚變能,造一個「人造太陽」。根據科學家的分析,如果未來能建成一座1000兆瓦的核聚變電站,每年只需要從海水中提取304公斤的氘就可以產生1000兆瓦的電量,照此計算,地球上僅在海水中就含有的45萬億噸氘,足夠人類使用上百億年,比太陽的壽命還要長。

人造太陽是「國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃」的俗稱,是全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作項目之一,建造約需10年,耗資50億美元。中國在2006年11月首次以平等伙伴身份參與這個國際合作項目。目前國內從事磁約束受控核聚變研究的單位包括西物院、中科院等離子體物理研究所、中國工程物理研究院等科研院所及一些高校。

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