受控核聚變裝置內(nèi)溫度超過(guò)太陽(yáng)核心兩倍

　　北京時(shí)間10月26日消息，人類在通往獲取幾乎取之不盡用之不竭清潔能源的前進(jìn)道路上又取得了一項(xiàng)重要進(jìn)展，等離子體壓力值是受控核聚變技術(shù)中的核心指標(biāo)之一，近日美國(guó)麻省理工學(xué)院的工程師和科學(xué)家們?cè)谶@一指標(biāo)上實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的壓力值，從而將受控核聚變技術(shù)朝著實(shí)用化的方向又推進(jìn)了一步。目前人類距離將核聚變技術(shù)用于發(fā)電并滿足生產(chǎn)生活用電需求仍然還是一個(gè)遙遠(yuǎn)的夢(mèng)想，但工程師們已經(jīng)通過(guò)不斷的努力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)證明了受控核聚變是有可能實(shí)現(xiàn)的。

很多專家將核聚變視作人類未來(lái)清潔能源的重要來(lái)源，這也是恒星能量的來(lái)源

　　很多專家將核聚變視作人類未來(lái)清潔能源的重要來(lái)源，這也是恒星能量的來(lái)源。托卡馬克裝置利用極高溫度，強(qiáng)大磁場(chǎng)和壓力環(huán)境，使較輕元素的原子核結(jié)合而成為質(zhì)量更大的元素，并在這一過(guò)程中釋放出巨大的能量。

　　通過(guò)將這種恒星內(nèi)部產(chǎn)熱的過(guò)程放置在一個(gè)經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行，工程師們能夠讓氫原子發(fā)生核聚變并產(chǎn)生氦原子。人們希望能夠采集在此過(guò)程中產(chǎn)生的巨大能量。這一前景將有望讓人類最終擺脫對(duì)于化石燃料的依賴。為了讓核聚變反應(yīng)能夠發(fā)生，容器內(nèi)的超高溫氣體——嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是等離子體必須被施加巨大壓力，這將強(qiáng)迫氫原子之間互相靠近并最終誘發(fā)核聚變反映。

　　近期，在美國(guó)麻省理工學(xué)院等離子體科學(xué)與聚變中心開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)中，工程師們成功地讓容器內(nèi)等離子體的壓強(qiáng)達(dá)到了兩個(gè)大氣壓水平，比此前的記錄提升了15%。

　　研究人員在麻省理工學(xué)院的Alcator-C Mod托卡馬克核聚變研究裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)了這一新紀(jì)錄，該裝置借助極其強(qiáng)大的磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫等離子體的約束。在實(shí)驗(yàn)中，研究組成功讓實(shí)驗(yàn)壓力維持在大約2.05個(gè)大氣壓，大致相當(dāng)于地球上海面下10米深處的水壓強(qiáng)度，而實(shí)驗(yàn)期間容器內(nèi)的溫度則超過(guò)了3500萬(wàn)攝氏度，幾乎超過(guò)了太陽(yáng)核心溫度的兩倍。

　　根據(jù)《麻省理工新聞》(MIT News)報(bào)道，反應(yīng)容器內(nèi)的條件使其在每立方米的空間體積內(nèi)每秒會(huì)發(fā)生上百萬(wàn)億次核聚變反應(yīng)。美國(guó)普林斯頓大學(xué)等離子體物理實(shí)驗(yàn)室前任副主管戴爾·美德(Dale Meade)指出：“這是一項(xiàng)了不起的成就。這一創(chuàng)紀(jì)錄的等離子體壓力數(shù)值表明，強(qiáng)磁場(chǎng)約束技術(shù)有可能將是未來(lái)人類最終實(shí)現(xiàn)實(shí)用核聚變產(chǎn)能技術(shù)的一種有吸引力的方式。”

　　研究組于近日，在日本京都召開(kāi)的國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)核聚變會(huì)議上報(bào)告了這項(xiàng)進(jìn)展的有關(guān)消息。除了等離子體壓力方面的技術(shù)挑戰(zhàn)之外，實(shí)用核聚變技術(shù)還面臨著讓反應(yīng)本身發(fā)生就將需要消耗巨大能量的難題。產(chǎn)生那些超高溫等離子體，以便使其產(chǎn)生強(qiáng)大壓力促進(jìn)磁約束條件下核聚變反應(yīng)的發(fā)生將需要耗費(fèi)數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的電力，這樣的能量消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了當(dāng)前的核聚變實(shí)驗(yàn)裝置本身能夠產(chǎn)生的能量，得不償失。為了讓核聚變發(fā)電在經(jīng)濟(jì)上可接受，其電能產(chǎn)出必須極大地超過(guò)其發(fā)電過(guò)程本身的電力消耗，否則將是不可接受的。

　　除了美國(guó)之外，世界上其他國(guó)家的科學(xué)家和工程師們也正全力以赴朝著可控核聚變的目標(biāo)前行，比如世界多個(gè)國(guó)家目前正在法國(guó)建造國(guó)際核聚變裝置(ITER)，一旦建成，這一世界最大規(guī)模的托卡馬克裝置將是麻省理工裝置規(guī)模的800倍以上，科學(xué)家們希望這將會(huì)大大推進(jìn)這一領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。按照設(shè)計(jì)，在建成并投入運(yùn)行后，該裝置壓力將能夠達(dá)到2.6倍大氣壓并實(shí)現(xiàn)1.5億攝氏度的高溫。