中国核融合设备“人造太阳”再传好消息,位于安徽省合肥市的先进实验超导托卡马克实验装置(EAST)成功在摄氏 7,000 万度高温下维持 17 分钟之久。
科学家们长年以来希望在地球上打造一颗能量媲美“太阳”的设备,但若要建造地球版恒星,首先必须要将电浆温度提高并维持稳定才有机会,太阳核心大约摄氏 2,700 万度,每秒将大约 6.2 亿吨氢融合成 6.16 亿吨氦,把 400 万吨物质转化成能量。
中国 EAST 设施过去已经将电浆温度升高到摄氏 1.6 亿度并持续 20 秒,并在 2021 年 5 月维持摄氏1.2 亿度 101 秒,并在同年 12 月 30 日在 7,000 万度保持 1,056 秒(17 分 36 秒)纪录,过去没有一个研究成功在高温下维持 1,000 秒,中国科学院等离子体物理研究所龚先祖表示,最近的试验为融合反应炉的运行奠定坚实的科学和实验基础。
中国是国际热核融合实验反应炉(ITER)7 成员中的一员,EAST 研究成果将支持 ITER 实现稳态高约束放电提供科学和工程实验。
核融合设备之所以可以在高温环境下不受损,主因是采用钨和碳等超级耐热材料,因此在破亿高温下也不至于熔化或是烧成焦焦脆脆的,而托卡马克的核心区是形状类似“甜甜圈”的真空区,在极大高温与压力下,真空区的气态氢燃料会电分解、电离形成电浆,这些电浆会集中到中央,尽量远离内部墙壁,且这些超高温电浆通常在接近内壁前就会迅速消散。
不过无论如何,要把一个试验中的研究搬出实验室、真正投入使用,还需要许多时间以及金钱,尤其由美国、欧洲、中国、印度、日本、俄罗斯、韩国投入的 ITER 计划已经被誉为人类有史以来最烧钱科学实验和最复杂的工程,而实现目标所需的时间有时会比想像地还要久得多。
- Chinese tokamak keeps plasma 2.6 times as hot as the Sun for 17 minutes
- Chinese ‘artificial sun’ sets new world record
(首图来源:EAST)