太阳核心的核聚变反应为地球提供了无尽的能量灵感。如果我们能在地球上复制这一过程,清洁、廉价的能源将不再是梦想。德国科学家在这一领域取得重大突破,为实现“无限能源”迈出关键一步。
创纪录的核聚变实验。在德国格赖夫斯瓦尔德市的Wendelstein 7-X仿星器反应堆中,科学家创造了核聚变物理学的新世界纪录:维持43秒的高性能等离子体,温度高达3000万°C。这一成就打破了日本JT60U和英国JET托卡马克装置的记录,标志着核聚变研究的新里程碑。
仿星器的独特设计。Wendelstein 7-X是一台直径15米、高5米的椒盐卷饼形设备,造价16亿欧元,于2015年启动。它使用低密度带电氢气作为燃料,通过扭曲的磁场约束高温等离子体,模拟恒星内部条件。核聚变需满足高温、高密度和足够约束时间三个条件,统称为“三重乘积”。此次实验中,Wendelstein 7-X创下三重乘积新纪录,展现了强大的聚变潜力。
技术突破的秘密。实验成功的关键在于田纳西州橡树岭国家实验室开发的新型颗粒注射器。它在43秒内向等离子体注入约90个1毫米大小的冷冻氢颗粒,同时通过微波加热,确保等离子体稳定运行。美国普林斯顿等离子体物理实验室的诺维米尔·帕布兰特表示,超过30秒的实验时间足以验证聚变物理的稳定性,为未来数周甚至数年的持续运行奠定了基础。
核聚变的优势。与产生长寿命放射性废料的核裂变不同,核聚变以氘和氚(氢的同位素)为燃料,生成无害的氦气,且燃料来源几乎无限。Wendelstein 7-X的运营主管托马斯·克林格称,这一突破是“国际团队的巨大成就”,将仿星器的性能提升至托卡马克水平,为未来核聚变电站铺平道路。
展望未来。Wendelstein 7-X的成功证明了仿星器在核聚变研究中的潜力。马克斯·普朗克等离子体物理研究所表示,这不仅推动了清洁能源技术的发展,也为人类实现可持续能源的梦想带来了希望。如果你对未来能源感兴趣,这个突破或许会让你对核聚变的潜力充满期待。
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