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世界最大的仿星器聚变装置在德国正式启动

科普小知识2022-05-04 12:36:52
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新华社柏林2月3日电(记者杨过)世界上最大的卫星模拟器Helix 7-X 3日在德国正式启动科学实验并首次产生氢等离子体,朝着受控核聚变迈出了重要一步。

顾名思义,卫星模拟器是对恒星的模仿。它实际上是一个核聚变反应研究装置。根据设计,卫星模拟器模拟恒星内部的连续核聚变反应,抑制等离子态的氢同位素氚和氘,加热到1亿摄氏度的高温产生核聚变,从而获得连续的能量。

在德国东北部城市格里弗斯瓦尔德举行的启动仪式上,德国总理安吉拉·默克尔按下一个按钮,“螺旋石7-X”微波加热装置开始工作,将氢气加热到8000万摄氏度。氢等离子体产生并存在了四分之一秒。

“螺旋7-X”运行部门负责人汉斯-斯特凡·博施(Hans-Stefan Bosch)表示,这是卫星模拟器首次产生氢等离子体,实验结果“完全符合预期”。默克尔说,实验的成功“使我们朝着未来获取能源迈出了重要的一步”

螺旋7-X是由德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所制造的。该项目耗资超过10亿欧元。设备组装耗时9年,于2014年完成。后来,研究人员逐一测试了所有的技术系统。2015年12月,研究人员成功使用“螺旋7-X”产生氦等离子体,为氢等离子体做准备。

受控核聚变被认为是解决未来能源问题的主要选择之一。核聚变反应产生的能量比裂变反应产生的能量高得多。所需的氚和氘在自然界中广泛存在。核聚变反应堆产生的核废料比目前的核裂变反应堆少,放射性污染将在短时间内消失。

然而,应用核聚变的困难在于“控制”超高温等离子体,否则它可能会变成氢弹爆炸。科学家在实验中使用强磁场来抑制和控制等离子体,包括环形托卡马克装置和螺旋卫星模拟器。

目前,美国、英国、法国和中国都在开发托卡马克装置。卫星模拟器的概念是在20世纪50年代提出的。德国科学家认为,卫星模拟器更加稳定,更有可能成为未来核聚变反应堆的发展方向。他们还计划逐步扩大“螺旋石7-X”,到2020年获得持续30分钟的等离子体,进一步推进受控核聚变的目标。