當代中國新一代「人造太陽」首次放電 核聚變溫度超太陽10倍

編輯︰曹靜

  被稱為「人造太陽」的中國新一代裝置「中國環流器二號M裝置(HL-2M)」2020年12月4日在成都建成,並順利展開首次發電試驗,產生持續10秒級別的超高溫等離子體,標誌中國自主掌握大型先進托卡馬克裝置的設計、建造和運行技術。

中國核聚變能源開發實現突破 科學家在地球上「種太陽」

  據介紹,這次新建成的「中國環流器二號M裝置」,是中國新一代先進磁約束核聚變實驗研究裝置,由中核集團核工業西南物理研究院自主設計建造。該裝置以氫、氘氣體為「燃料」,通過把它們注入裝置並擊穿、「打碎」產生近堆芯級別的等離子體,來模擬核聚變反應。

當代中國-中國發展-中國新一代人造太陽首次放電
中核集團的反應器由 20 組環向場線圈中心段組件,和中心螺旋管線圈裝配而成,總體重量約 90 噸,放電溫度可達太陽芯部溫度近10倍。(圖片來源:視覺中國)

  「中國環流器二號M」是中國目前規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置,與國內同類裝置相比,等離子體體積大2倍以上,等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上,等離子體離子溫度可以達到1.5億度,是太陽核心溫度的近10倍。裝置是實現中國核聚變能源開發事業跨越式發展的重要依託,也是中國消化吸收國際熱核聚變實驗堆(ITER)技術不可或缺的重要平台,將為中國未來核聚變示範反應堆和商業反應堆的自主設計與研發製造奠定基礎。

當代中國-中國發展-中國新一代人造太陽首次放電02
核聚變技術應用尚未成熟,「中國環流器二號M」能維持10秒,在國際上已算長時間。(圖片來源:Getty)

聚變能:世界未來的清潔能源

  聚變能是採用核聚變原理,提供能量的能源,運作原理與太陽發光發熱類似,因此俗稱「人造太陽」。聚變能比傳統核能更為強大和安全,在同等質量原料下,核聚變釋放的能量是核能的4倍,並且由於核聚變不涉及連鎖反應,所以不會發生核事故災難。因此以核聚變方式產生大量清潔能源,有望成為未來人類解決能源及氣候問題的理想方案。但人類至今尚未攻克長期維持核聚變過程穩定受控的難題,目前「人造太陽」技術所能維持的穩定核聚變時間,仍只能以秒來計算。

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