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中國核融合領域又傳捷報——「星辰70」核融合裝置實作穩定放電!

2024-07-23科學

導語

中國的「人造太陽」——核融合裝置,是由幾十塊構成的超導磁鐵組成的,最終能夠讓其中的氘氚等核燃料達到上億攝氏度,來使原子核發生核融合。

隨著人們對能源的需求不斷增長,人們對於「人造太陽」的研究工作也在不斷開展中。

近日,中國的「人造太陽」又傳出一件喜人的訊息,這件事情是什麽,讓「人造太陽」升起了一絲希望?

「人造太陽」能源的夢想。

由中科院合肥物質科學研究院帶來的一條健康狀態的訊息,在1月11號的中午,發生在中科大的「巨浪1號」上,裝載著「星辰70」的人造太陽實驗裝置實作了穩定放電。

人造太陽的這件事又稱為核融合,核融合是指將原子核中的兩個或多個單質核互相結合在一起,從而產生新的核素,同時釋放出巨大的能量的過程。

1960年,蘇聯科學家源野輝夫首次利用核融合方式,從氫氘反應中實作了用雷射產生的條件實作了氘氚反應的過程,制造出了人工的「太陽」,這一項研究首次開啟了人類進行核融合方面的研究之門。

然而在中國到了1970年才開始中國的研究,首先在1970年建設了「潭門一號」實驗裝置,然而由於中國的科技水平的限制,這個實驗裝置沒有取得很好的成果。

只能做出一些研究而已,直到1978年中國的科技得到了飛速的發展,中國的「潭門一號」實驗裝置開始有了結果。

在1980年中國開始建設一座新的大型裝置,「潭門二號」,而這個實驗裝置是由中國的科學家在「潭門一號」的基礎上進行改進之後搭建起來的。

由於改進之後的「潭門二號」的建設時間比較短,那麽「潭門二號」的效能自然也是比較優越的,由於這個裝置效能的優越,使得這個實驗裝置可以更好的進行實驗的研究。

也使得中國的科學家可以進行更好的研究探究,在接下來的20年間,中國的學者們進行了大量的實驗。

「星辰70」有什麽優點。

「星辰70」實驗裝置是中國進行核融合研究方面過去幾十年的成果,也是中國的人造太陽能源研究的代表,而且是中國目前最先進的一台裝置。

在「星辰70」這個實驗裝置上,高溫電漿將會受到幾十塊超導磁鐵的約束,這幾十塊超導磁鐵將會產生出一萬多個磁場圈,將電漿緊緊的包裹起來。

在將近每一秒鐘的時間裏,這幾十塊超導磁鐵組成的系統「星辰70」的總脈沖將會達到15000秒,只要保持在這樣的脈沖周期,那麽「星辰70」實驗裝置將會被連續工作在「脈沖模式」上。

在這個模式下,相對於其他的「脈沖模式」而言,能夠大大的減少放電時間中產生的紊流現象。

同時還能夠保持穩定的電漿狀態,為實作氫-氫核融合放電的條件提供了很大的幫助,同時還能夠使實驗裝置更好的穩定放電。

「星辰70」的這項研究工作不僅可以讓這個實驗裝置在穩定的工作狀態中實作高溫電漿「啟用」。

另外就是可以讓「星辰70」實驗裝置的可操作效能更加的穩定,在2016年,國家所公布的2035年目標時間之前,中國的科學家們都在為解決高溫電漿的「啟用」問題進行著努力。

在這時,中國的科學家們向著一個目標前進,那就是如何讓高溫電漿穩定的執行在「脈沖模式」上。

在2017年,中國的科學家們發現問題出在能源的分配上,於是直接對上面的問題進行探究。

在探究之後,他們發現中國最先進的「巨浪一號」裝置,擁有著優越的磁場環境,加上研究人員的團結合作,於是「星辰70」實驗裝置的這項技術在一年之後就得以突破,實作了「脈沖模式」上的穩定放電。

「星辰70」有著什麽優勢。

那麽和當前國際上的其他相比,「星辰70」實驗裝置有什麽優勢,首先就是在專用的上。

在民用的方面,有的是用於研究核融合技術,這其中有著很多新型的能源技術的改革與發展。

這也意味著在現今的中國和世界上的各大先進國家相比,中國的「人造太陽」實驗裝置已經超過了這些國家。

從目前的進展來看,現今中國最新的一項發展成果是將中國的「人造太陽」計畫的任務定為2040年前實作工程化建設,2020年建成一項120秒高約束實驗計畫,結合這些計畫的工程化能力的建造要求。

如果綜合來看,中國的「人造太陽」實驗裝置將會是中國目前最新的一項成果,從2013年中國發起的「人造太陽」實驗裝置計畫,到2015年中國提出的「星辰70」大科學實驗裝置,發展行程來看,中國的「人造太陽」實驗裝置是有著較高的優勢。

而且在2016年的中國核融合能會在青島召開的第二屆全球核融合能大會中,中國也簽訂了「國際熱核試驗堆」大型裝置制造協定。

在2017年,中國根據中國的實際情況進一步制定出建造「人造太陽」實驗裝置的計劃,而且中國也簽訂了「星火」商務協定,有了這項協定,中國也可以更好的掌握「人造太陽」的掌握。

結語

中國的科學家們正面臨著如何在這個實驗裝置的基礎上進行方面的研究,然後圍繞著氦氚核融合進行一系列的實驗。

這些實驗對於中國來說非常的重要,這不僅是解決中國的用能問題,還將帶來一項新的能源革命。