“仿星器”将投入运转:辅助人类实现可控核聚变

科学家们正接近将天下上最大的“仿星器”投入应用。这台仿星器代号“Wendelstein 7-X(W7-X)”,其一次运转能够连续束缚超低温等离子体长达30分钟  科学家们正接近将天下上最大的“仿星器”投入应用。这台仿星器代号“Wendelstein 7-X(W7-X)”,其一次运转能够连续束缚超低温等离子体长达30分钟
这台装备坐落在德国格赖夫斯瓦尔德(Greifswald),研究职员表现这一超凡计划的安装终极将帮助人类将可控核聚变变为事实  这台装备坐落在德国格赖夫斯瓦尔德(Greifswald),研究职员表现这一超凡计划的安装终极将帮助人类将可控核聚变变为事实

  新浪讯 北京时间10月30日消息,科学家们正接近将天下上最大的“仿星器”投入应用。所谓“仿星器”(Stellarator),顾名思义就是对恒星的模仿,本质上这是一种核聚变反应研究装备。这里提到的这台仿星器代号“Wendelstein 7-X(W7-X)”,其一次运转能够连续束缚超低温等离子体长达30分钟。这台装备坐落在德国格赖夫斯瓦尔德(Greifswald),研究职员表现这一超凡计划的安装终极将帮助人类将可控核聚变变为事实。

  长期以来,实现对超低温等离子体的长束缚一直是反应堆计划范畴的圣杯,因为这将能够为人类提供几乎用之不竭的能源。核聚变反应堆,就如同这里提到的W7-X型反应堆,利用两种类型的氢原子实现运转——氘和氚,并将这些气体注入到束缚舱内。随后科学家们对其施加能量,从而使这些氢同位素原子的电子脱离原子,形成等离子体,在此过程中会释放出巨大的能量。强盛的磁场会阻止这些等离子体接近舱壁,这种强盛磁场是采取包裹束缚舱的超导线圈以及存在于这些等离子体中的电流发生的。

  一般在核聚变范畴最为常见的计划计划被称为“托克马克”,其典型外观是一种中空的金属舱,外形则有点类似一个甜甜圈。随后其中的“燃料”开始被加热,一直到温度超过1500万摄氏度,从而发生超低温等离子体。

这是系统初步测试得到的结果,该安装的研制应用了超导资料技巧实现高效磁束缚这是系统初步测试得到的结果,该安装的研制应用了超导资料技巧实现高效磁束缚
在仿星器中,外部线圈发生的强盛歪曲磁场实现对外部等离子体的束缚在仿星器中,外部线圈发生的强盛歪曲磁场实现对外部等离子体的束缚

  但尽管托克马克安装非常适合用来束缚这些等离子体,但其本身仍然存在着一些安全隐患,比如电流中止或磁场中止都将导致严重后果,这样的中止将对整个反应堆造成破坏。

  德国马克斯普朗克研究所的科学家们指出,W7-X型反应堆则是一种更加实用的选择,其能够克服存在于托克马克安装计划中存在的安全

  美国威斯康星大学麦迪逊分校的核工程师大卫·安德森(David Anderson)表现:“从事托克马克安装范畴研究的人们正密切注视着事情的进展,在天下范围内都洋溢着一种对于W7-X安装的兴奋之情。”

  在托克马克计划中,采取了两组强盛的磁铁提供对等离子体的束缚,其中一组被设置在真空腔四周,另外一组则设置在外部,作用是驱动真空腔内的等离子体运动。然而这样的计划将会造成安装的外部磁场强度比外部更强,于是托克马克安装外部的等离子体就有可能冲向装备外壁并在那里与电子结合,重新变成原子。

  而在“仿星器”装备中,等离子体是采取外部磁线圈发生的歪曲磁感线对外部运转的等离子体进行束缚的,因此也就不存在这样的

  “仿星器”计划中的核心部件便是高度大约3.5米得到磁线圈安装,而整个仿星器装备的宽度大约为16米左右。

  仿星器计划最早在1951年由在美国普林斯顿大学工作的著名物理学家莱曼·斯皮策(Lyman Spitzer)提出。但在当时,人们普遍认为这种计划太过复杂,利用20世纪中期的资料技巧难以克服这些困难。在现在,随着超导资料和其他新型资料技巧的进步,研究职员相信他们现在终于将能够把当年斯皮策的天才设想变为事实。

一般在核聚变范畴最为常见的计划计划被称为“托克马克”,其典型外观是一种中空的金属舱,外形则有点类似一个甜甜圈。尽管托克马克安装非常适合用来束缚这些等离子体,但其本身仍然存在着一些安全隐患,比如电流中止或磁场中止都将导致严重后果  一般在核聚变范畴最为常见的计划计划被称为“托克马克”,其典型外观是一种中空的金属舱,外形则有点类似一个甜甜圈。尽管托克马克安装非常适合用来束缚这些等离子体,但其本身仍然存在着一些安全隐患,比如电流中止或磁场中止都将导致严重后果

  任职于德国联邦教育与研究部的乔哈娜·万卡(Johanna Wanka)教授表现:“咱们都知道全球的趋势,在一些新兴国家对于能源的渴求。因此当咱们谈论能源时,咱们需要研究工作以确保咱们对于所有选项都是开放的,而其中的选项之一便是核聚变技巧。Wendelstein 7-X是咱们迈向对核聚变技巧进行更好评估的关键一步。”

  整台装备花费了工程师们超过110万工作小时来进行组装,在此过程中他们采取了天下上迄今最为复杂的工程模型。

  到今年6月份,工程师们终极完成了对“Wendelstein 7-X”装备的磁场测试,这比预想的点大大提前了。相关测试结果表明,用于等离子体束缚的磁场在数百万摄氏度的条件下,其运作模式与科学家们此前的预计完全吻合。目前该安装正在等待相关方面的批准,以便从今年11月份开始投入正式运转。如果届时能够证明这台安装运转正常,那么科学家们相信它将改变核聚反应堆研究范畴的方向。(晨风)

转载自:https://tech.sina.com.cn/d/i/2015-10-30/doc-ifxkhcfq0973969.shtml

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