一个安置在高度耐用的钨中的聚变装置,产生了比以前记录的能量更大、密度更大的等离子体。
法国的托卡马克通过将其反应包裹在钨中创造了聚变等离子体的新记录,钨是一种耐热金属,可以让物理学家在比碳托卡马克更高的能量和密度下维持更长的热等离子体。
托卡马克(Tokamak)是一种环形(甜甜圈)形状的聚变装置,它利用磁场限制等离子体,使科学家能够摆弄过热的材料并诱导聚变反应。最近的成就,是在由法国替代能源和原子能委员会(CEA)运营的WEST(稳态托卡马克中的钨(W)环境)托卡马克上取得的。
WEST被注入了1.15千兆焦耳的功率,并持续了大约5000万摄氏度的等离子体6分钟。在科学家将托卡马克内部包裹在钨中后,它创造了这一纪录,钨是一种熔点极高的金属。普林斯顿等离子体物理实验室的研究人员,使用托卡马克内部的X射线探测器来测量等离子体的各个方面以及使其成为可能的条件。
“这些都是美丽的结果,”CEA的科学家、长期运行国际挑战协调(CICLOP)主席泽维尔·利塔顿(Xavier Litaudon)在新闻稿中说。“尽管我们处于一个充满挑战的环境中,但由于钨墙的存在,我们已经达到了一个静止的状态。”
当原子融合时,就会发生核聚变,减少它们的总数,并在此过程中释放出大量的能量。不要把它与核裂变相混淆,核裂变是原子分裂产生能量的相反过程。核裂变会产生核废料,而核聚变则被视为能源研究的潜在圣杯:这是一个清洁的过程,可以优化产生比最初反应所需的能量更多的能量。因此,也引发了围绕“无限能源”的大肆宣传和类似的乐观思考。
今年早些时候,韩国聚变能源研究所(Korea Institute of Fusion Energy)在其KSTAR托卡马克装置中安装了一个钨分流器,取代了该装置的碳分流器。钨的熔点比碳高,据韩国国家科学技术研究委员会称,新的转化器将反应堆的热通量极限提高了两倍。KSTAR的新型导流剂使该研究所的团队能够更长时间地维持超过1亿摄氏度的高离子温度。
PPPL物理研究和X射线探测器项目的首席科学家、实验室高级项目负责人路易斯·德尔加多·阿帕里西奥在同一份新闻稿中说:“钨壁环境比使用碳更具挑战性。这很简单,就像在家里抓你的小猫和试图抚摸最凶猛的狮子之间的区别。”
这是核聚变的激动人心的时刻。但这是真的!正如我们去年报道的那样:
核聚变研究取得了缓慢但重大的进展;2022年,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家首次在聚变反应中获得了净能量。我们距离吹嘘的可靠、零碳能源的目标还很远,这一成就带有一些警告,但它仍然表明该领域正在缓慢前进。
我们必须强调 —— 就像我们每次讨论核聚变技术的可能性一样 —— 进步的道路将是曲折的、缓慢的,在某些情况下甚至是徒劳无益的。每一座山都有自己的小山丘,除非你不断攀登,否则你无法知道它们在进步中的意义。
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