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德国的 W7-X 之后,中国科学家宣称其核融合反应产生持续 102 秒的氢电浆

2024-04-26 230

位于德国的全球最大仿星器核融合装置文德尔施泰因 7-X(Wendelstein 7-X,W7-X)于 2月初成功将氢气加热到摄氏 8,000 万度,并产生持续四分之一秒的氢电浆,当时对科学家来说,这项成功已是相当巨大的里程碑。不过,最近中国物理学家宣称成功将氢气加热到摄氏近 5,000 万度,且产生持续长达 102 秒的氢电浆。

中国合肥物质科学研究院科学家利用其“先进超导托卡马克实验装置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)”将氢气加热到摄氏近 5,000 万度,所产生的氢电浆维持长达 102 秒,其所持续的时间,相较于近年来的核融合反应实验来说,着实相当惊人。

在核融合反应中,若要产生能量,极高的温度绝对是必须的。举例来说,太阳的中心温度可达摄氏 1,500 万度,在这个温度下,透过“量子穿隧效应”的协助,最轻的元素、氢与氦原子能量受到激发,达到够高的“燃烧温度”,便会开始碰撞、熔合,释放出能量及产生较重的元素,而在这种温度下,电浆(plasma)便形成了。

接着的重点便在于,是否能维持足够长的时间,假如我们能够成功产生与控制氢电浆的持续时间,等于有能力驾驭使太阳发光发热的巨大能量。

在中国科学家的这项核融合反应之前,德国的仿星器核融合反应炉 W7-X,曾在 2015 年 12 月成功将氦气样品加热到摄氏 100 万度,产生瞬间闪过十分之一秒的氦电浆,接着,在本月初,研究团队成功将放入反应炉内的氢气样品加热到摄氏 8,000 万度,并产生持续四分之一秒的氢电浆。

负责 W7-X 核融合反应的研究团队曾表示,理想的核融合反应温度是摄氏 1 亿度,而这也是中国团队原先预期要达到的温度,但最终只能加热到将近摄氏 5,000 万度。中国科学家的最终目标是要达到 1 亿度,并持续氢电浆长达 1,000 秒或 17 分钟,至于德国团队,则是要持续氢电浆至 30 分钟,虽然就目前的实验结果来看,两个团队距离目标都有相当长一段距离有待努力,但已替人类的核融合反应科技立下了阶段性的里程碑。

不过,目前中国团队的实验结果仅来自于该研究团队对外的宣称,尚未有明确的文件或报告详细说明,在相关论文或具体资料出现前,这项实验结果的真实性依然有待确认。

  • China just hit a nuclear fusion milestone

 

延伸阅读:

  • 仿星器核融合反应炉 W7-X 成功运转!悬浮电浆持续十分之一秒
2019-03-15 11:31:00

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