East“打败”EAST!中国“人造太阳”的纪录又被自己破了!中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间!之前我们常听说某个国家的人造太阳装置创造了多少秒的运营实验,这个时间通常是几秒或几十秒,有的甚至不到1秒钟,这次的合肥物理研究所的人造太阳创造了1056秒的运行时间,合17.6分钟,是世界上首次人造太阳装置超过“千秒”时间,创造了世界托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间纪录,有业界专家认为这样的时长已经逼近可实用操作的最低要求。
“人造太阳”是“核聚变反应装置”一种通俗的说法,之所以称它为人造太阳,是因为它的反应原理和太阳一样。
而研究人造太阳的目的,是为了解决人类面临的能源危机。
可控核聚变的目标是以极高的效率产生源源不断的清洁能源。
而位于合肥的全超导托卡马克核聚变实验装置,简称EAST,是国际上最重要的核聚变研究实验平台之一。
前几天分别实现了400,600,800s这几个长度,可以说已经是破纪录的运行。
这样的参数区间可能离子温度并不太高,但是对于检验工程、运行、高电子温度等离子体都是具有重大意义的。
现在离应用还是有很长一段距离,首先要劳逊判据三重积,然后Q值要至少大于30,还有要能持续稳定运行。
而且,现在九院那边氚的提取速度也不太能满足未来全面普及可控核聚变的需要。
未来,起码要等这空荡荡的聚变工程堆建成才能谈的上应用。
超导托卡马克装置是一种利用磁约束和真空绝热来实现受控核聚变的环形容器,运行原理就是在装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚,再通过物理方法使其变成高密度和高温条件下的等离子体,进而发生聚变反应,这时就会产生强大的能量。
超导托卡马克已被科学界公认为是探索、解决未来稳态聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。
East加热原理是提高电子离子动能。
有四种方式,电子回旋,离子回旋,中性束,低杂波。
前两种是直接提高电子离子速度,第三种是把离子用电场加速后通过电子室,变为中性粒子,再让中性粒子和托卡马克内粒子进行碰撞来提高其动能,低杂波是引起共振。
仿星器是直接由外界电流形成螺旋形磁场来约束。
反场箍缩主要是蜗壳在做,它是纯欧姆加热。
电子温度是几百个ev(几百万度)量级,持续时间是几百毫秒,通过电流最高是一百万安培。
从电阻率公式可以看出,当温度较高的时候,等离子体电阻率快速下降,因此,欧姆加热效果急剧下降。
所以,ktx在提高温度上比较困难,还需要科学家们继续“折腾”。
可控核聚变发电技术和如今正在使用的核能发电技术是不一样的,如今的核电站使用的都是可控核裂变技术,离不开放射性较强的铀、钚等重元素,一旦发生核泄漏,就会造成难以收拾的核污染状况,因此世界上的不少核电大国限制了核能发电技术的应用,关停了不少核电站。
但可控核聚变技术就不存在这样的情况,它并不存在重元素污染的情况,而且核聚变装置关了之后高温高压环境立即消失,核反应立即就会停止,所以十分安全。
说到这里,3年前一个台湾出品的节目中就因为中国的“100秒”领先德国而让台湾电台的主持人欣喜若狂,并讲到在未来5年内,中国会将此时间延长10倍的决心,没想到,现在真的成功了,简直就是预言家,说明中国实力和中国效率是所有同胞共同的期盼和坚信不疑的骄傲。
个人觉得,这是一个关键进步。
估计其他国家的追赶者在较长时间内都无法超越。
但是,这个记录不久后还会被打破,只是打破这个记录的依然还是我们自己。
现在我们这个人造太阳距离商用,已经开始具备了肉眼可见的进步速度。
如果解决人造太阳的商用,那么我们人类的能源供应就有了里程碑式的进步。
East的名字由来是白院长以前写的"十年磨剑终成器,聚变曙光耀东方"。
希望有生之年见到可控核聚变商用,希望我们科研人员继续努力拼搏,早日突破技术壁垒,为祖国,为人类做出划时代的贡献!