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韩核融合突破创世界纪录,人工太阳 1 亿度维持 20 秒

2024-11-02 209


在地球上打造一颗能量媲美恒星的电厂,这是各国科学家竞相追逐的能源里程碑。最近被称为“韩国太阳”的韩国核融合反应炉 KSTAR 迈出一大步,离子电浆温度已经成功加热到一亿度,并维持 20 秒,创下世界首例。

上月 24 日,韩国核融合研究所(KEF)的超导托卡马克核融合 KSTAR ,在与首尔国立大学(SNU)、美国哥伦比亚大学联合研究下,成功将离子电浆温度加热到一亿度,比太阳中心温度高七倍,并维持达 20 秒,创下新里程碑。

以过去经历来看,2018 年仅能维持 1.5 秒、2019 年则是延长 2 倍以上达到 8 秒,更在今年维持 20 秒,虽然离最后目标 300 秒还要一段时间,但这已经写下世界纪录 。目前世界上有多国正在研究核融合技术,但至今都还没有团队将电浆温度维持 10 秒以上,这也是正常导电装置的极限,难以在如此高温下长时间维持稳定状态。

而韩国在 2020 年的实验中,改善去年研发的内部传输障壁(Internal Transport Barrier,ITB)模式性能,并成功延电浆稳定状态,克服了现有挑战。其中内部传输障壁是指离子或电流传输放射状地局部缩减,目前主要是透过外部装置来修改电流型态,盼改善电浆限制和稳定性,并驱动额外的自举式电流。

虽然没有明说方法,但目前 KSTAR 声称已 ITB 缺点,成功提高电浆稳定性。KSTAR 研究中心主任 Si-Woo Yoon 表示,实现核融合发电的其中一项关键为长时间将电浆维持在 1 亿度,目前 KSTAR 已成功延长到 20 秒,在这场核融合竞赛中,更是一个重要的转折点。

哥伦比亚大学 Young-Seok Park 博士表示,透过有效地加热核心电浆,将离子温度达到 1 亿度如此长的时间,也证明了 KSTAR 装置的独特性,成为将来高性能、稳定融合电浆的技术基础。

  • Korean artificial sun sets the new world record of 20-sec-long operation at 100 million degrees
  • South Korean artificial sun sets world record, runs for 20 seconds at 100 million degrees
  • Internal Transport Barrier

(首图来源:Michel Maccagnan, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)

2020-12-29 15:09:00

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