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人类朝可控核聚变又迈近一步

科普小知识2021-12-31 06:47:44
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人类朝可控核聚变又迈近一步

三阿尔法能源公司的热核聚变反应堆。

科学日报,北京,8月27日(记者王小龙)——一家名为TriAlpha Energy的美国私人投资公司最近宣布,它已经制造了一种装置,可以在1000万摄氏度的温度下保持球形过热气体稳定5毫秒。

然而,这个看似极短的瞬间,超越了之前采用相同技术的其他尝试,并首次证明了人们可以保持这种过热气体处于稳定状态。这一温度足以维持核聚变反应,这代表着热核聚变技术的一个可能的突破点,使人们离这种丰富而廉价的清洁能源更近了一步。

目前,主要的*投资项目是领先的核聚变研究,例如目前正在建设的国际热核聚变实验堆(ITER)项目,耗资高达200亿美元,以及美国能源部40亿美元的国家点火设施(NIF)。由于这些项目极其复杂,投资巨大,许多人担心能否收回成本。一些初创企业正试图找到另一种方法来开发更简单、更便宜的热核聚变设备。三阿尔法能量是其中之一。

热核聚变是一个看似简单的过程,在实践中极难实现。当气体被加热到足够高的温度时,其原子将失去电子,形成电子和离子的混合气体,也称为等离子体。在足够的外力作用下,离子会融合在一起,同时释放出巨大的能量。这个过程就是核聚变。为了使核聚变安全可控,这些等离子体必须被捆绑起来,但是人类已知的材料中没有一种能承受如此高的温度。

美国杂志《科学》的网站报道说,为了解决这个问题,科学家们提出了两种方法:一种是惯性约束聚变(NIF),另一种是磁约束聚变(ITER)。第三个阿尔法能量源使用第二种方法,使用一种称为场反转配置(FRC)的结构来限制等离子体。这种方法早在20世纪60年代就已为人所知,但几十年来科学家们只能将等离子体保持0.3毫秒。通过使用这种方法,他们声称能够将氢和硼加热到1000万摄氏度。没有达到更高的温度是因为它们耗尽了燃料,而之前的许多研究由于设备损坏或熔毁而*停止。

来自加利福尼亚的研究小组说,这项研究离氢和硼的热核聚变所需的30亿摄氏度高温还很远。下一步,他们将升级他们的设备,并有望将温度提高10倍。