[新聞] 陸「人造太陽」穩定運行101秒 創核融合世界紀錄消失
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陸「人造太陽」穩定運行101秒 創核融合世界紀錄
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▲全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(中文名為東方超環,簡稱EAST)。(圖/翻攝自央視新聞,下同
大陸中心/綜合報導
中國科學院等離子物理研究所4日宣佈,超導托卡馬克核融合(聚變)實驗裝置(EAST)達成穩定的101.2秒穩態長脈衝高約束等離子體運行,創造了新的世界紀錄,為人類開發核融合能源奠定了重要的基礎。相較於核分裂,核融合產生的廢料半衰期短、安全性高,原料幾乎取之不盡,是理想的能源取得方式。
EAST高11公尺、直徑8公尺、重達400噸,是中國第四代核融合實驗裝置,EAST的建設目標是對受控核融合相關的前沿物理問題開展探索性實驗研究,為未來穩態、安全、高效的先進商業聚變堆提供物理和工程技術基礎。由於核融合的反應原理跟太陽類似,所以也被稱為「人造太陽」。
EAST超導托卡馬克裝置實驗運行總負責人龔先祖表示,「我們面臨的重大挑戰是粒子控制和熱排出問題,解決了這些難題,使得放電脈衝延長到100秒,這是一個新的世界紀錄,也是EAST一個新的里程碑。」
穩態高約束運行模式是國際熱核聚變實驗堆計畫的基本運行模式,也是未來反應堆需要解決的關鍵問題,作為國際重要的長脈衝核聚變實驗平臺,EAST超導托卡馬克高約束放電時間實現百秒量級的突破,將為我國下一代核聚變裝置的建設和國際核聚變清潔能源的開發利用奠定堅實基礎。
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國際熱核融合實驗堆ITER計畫是目前全球規模最大的國際科研合作專案之一,其目標是在和平利用核融合的基礎上,探索聚變在科學和工程技術上的可行性;高約束模是ITER的基本運行模式,為實現穩態運行並達到有效的偏濾器熱量排除,ITER採用射頻波主導的低動量注入運行模式以及主動水冷的鎢偏濾器結構,而EAST是目前世界上唯一具備這兩大特色且具有長脈衝運行能力的全超導托卡馬克,其穩態運行模式將為ITER和未來反應堆提供重要參考。
龔先祖表示,ITER計畫是人類探尋未來高效清潔能源的重要途徑,EAST具有ITER類似的先進技術,未來5年內將是國際上唯一有能力展開超過百秒時間尺度的長脈衝高約束聚變等離子體物理和工程技術研究的實驗平台,為ITER預演穩態運行也是EAST的重要使命。
相較於核分裂發電,核融合產生的核廢料半衰期極短(低管理成本、核洩漏時總危害較低、最多只有一公里內需要撤退)、安全性也更高(不維持便會停止反應);它的主要燃料是存在於海水之中的氘和氚,因此原料儲量極其豐富,一公升海水提取的氘能產生的聚變能源,相當於300公升汽油,因而是比較理想的能源取得方式。
▼EAST達成101.2秒穩態等離子體運行,創造了新的世界紀錄。(圖/翻攝自中國科學院)
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