韓國KSTAR聚變研究裝置創下30秒等離子體約束時間紀錄

數十年來,科學家們一直在通過各種實驗裝置來探索核聚變技術,以嘗試找到高效利用這種取之不竭的清潔能源的好方法。最新消息是,在 2021 年初達成了連續 20 秒的點火成績之後,韓國聚變能源研究所的托卡馬克裝置,又於近日將等離子體的約束時間延長到了 30 秒。

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(來自:KSTAR Project)

核聚變的基礎設想,就是重現在太陽內部發生的過程。因此“人造太陽”也需要能夠承受極端引力、壓力、熱量的環境,讓等離子體中的氫(H)原子核能夠相互高速撞擊以形成氦(He)並釋放大量能量。

Korea Superconducting Tokamak Advanced Research(via)

托卡馬克裝置就旨在地球上重現氫核聚變稱氦的這一過程。通過在一個環形反應堆周圍布置一系列線圈,然後通過磁場來約束等離子體,再將之加熱到足以讓核聚變反應發生的數百上千萬 ℃ 溫度。

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KSTAR 任務目標

目前世界各地有許多托卡馬克裝置在運行,而 2007 年建成的韓國 KSTAR 反應堆,正在取得一些有希望的進展。2008 年的時候,KSTAR 試驗了首批等離子體。

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KSTAR 關鍵特性

2016 年的時候,該裝置創下了將等離子體加熱至 5000 萬 ℃ 並維持 70 秒的紀錄。結果很快又被中國 EAST 項目在 2017 年以 102 秒的時長反超。

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KSTAR 參數

目前世界各地的聚變研究機構,都在努力將等離子體加熱到上億攝氏度。2018 年的時候,KSTAR 嘗試維持了 1.5 秒,並於 2019 / 2020 年陸續打破了 8 / 20 秒的世界紀錄。

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現在,正如 Business Korea 報道的那樣,韓國 KSTAR 團隊又向前邁進了一步,率先將維持時間延長到了 30 秒。為了達成這一目標,據說研究人員進一步優化了磁場條件和加熱系統。

展望 2026 年,他們希望通過升級電源和藉助鎢分流器等改進,將等離子體的維持時間增加到 300 秒、同時防止室內壁的溫度失控。

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