人类向终极能源又迈进一步!MIT核聚变实验堆创纪录突破

来源: DeepTech深科技

发布日期: 2016-10-20 09:41:08

麻省理工学院的Alcator C-Mod托卡马克聚变堆在最后一次实验中创造了等离子体压强超过2个大气压的世界纪录,为实现可控核聚变迈出重要一步。

人类向终极能源又迈进一步!麻省理工学院等离子体科学和聚变研究中心的科学家和工程师又向受控核聚变的实现迈进了一大步,该校离子体科学和聚变研究中心的Alcator C-Mod托卡马克聚变堆在最后一次实验中创造了一项世界纪录——Alcator C-Mod的等离子体压强超过了2个大气压。高压等离子体是实现可控核聚变的关键因素,这个记录将该装置自己于2005年创下的最好成绩又提高了15%。

由于具有无污染、原料几乎取之不尽(可以直接使用海水)、安全性高并且发生事故危害较小等优点,核聚变长期以来一直是人类渴望的“理想能源”。从上世纪50年代开始,人类就开始了可控核聚变的相关研究。麻省理工学院的Alcator C-Mod核聚变反应堆设备于1993年投入运行,至今已服役23年,按计划在美国东部时间9月30日关闭。

在最后一次运行中,Alcator C-Mod等离子体高压突破其前世界纪录,再创新高,华丽谢幕。等离子体压强是核聚变反应产能的关键因素,MIT最新的实验结果首次达到超过两个大气压,为人类创造更加清洁、安全的能源带来崭新希望。

Alcator C-Mod装置是世界上第三台强磁场托卡马克,具有世界唯一的先进腔体结构,属于紧凑型强磁场核聚变托卡马克装置。Alcator C-Mod装置中的等离子体每秒发生300万亿次聚变反应,其中心的磁场强度达到5.7特斯拉(地球磁场的11.5万倍)。等离子体中的电流强度达到140万安培,等离子中的核聚变功率高达400万瓦。等离子体的体积只有1立方米,持续时间为2整秒。

相较于其他体积相仿的非托卡马克磁约束聚变系统,Alcator C-Mod装置的磁场强度要大出50倍,而对比于其他托卡马克装置,它的等离子体压强则至少高出70%。Alcator C-Mod的收官运行,让所有人惊艳——再次打破极限,创下磁场约束高温等离子体压强的最新世界纪录。C-Mod设备中高温等离子体压强高达2.05大气压,比世界上任何其他托卡马克反应堆的表现优异将近一倍!

麻省理工学院等离子体科学与聚变中心(Plasma Science and Fusion Center)副主任马丁·格林沃德(Martin Greenwald)正在努力申请新的项目。格林沃德称,当今聚变科学领域许多最有影响力的概念都发源于MIT。早在1971年,首部申请专利的Alcator反应堆设备就已经聚焦于研究高强度磁场聚变方法。

如果要进行核聚变反应,首先就必须提高物质的温度,使原子核和电子分开,处于这种状态的物质称为“等离子体”。这种温度需要超过1亿℃,远远高于太阳核心的温度。这种情况下,磁场是将高温等离子体与反应堆墙壁隔离的唯一可靠方法。

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