1.6亿摄氏度,稳定反应403秒,合肥的人造太阳是不是快升起来了?

1.6亿摄氏度,稳定反应403秒,合肥的人造太阳是不是快升起来了?
2024年06月23日 17:50 UFO之家看点号

人类文明发展的直接制约因素就是能源,而地球周边最大的能量源就是太阳。

按照人类目前的能源消耗来估算,太阳每秒钟释放的能量就可以供全人类使用25万年,只可惜人类在地球上所能接收的太阳能量可谓微乎其微。而要想到太阳的身边去收集能量,这太过困难了,一个相对简单的办法就是在地球上造出一颗属于人类自己的太阳。太阳之所以无时无刻不在释放巨大的能量,是源于其内部每时每刻都在进行的聚变反应,而我们若是能将核聚变可控化,也就等于造出了“人造太阳”。

可控核聚变一旦实现,就能够为人类生产源源不断的能源,一切传统的能源获取方式都将被淘汰,人类文明也将进入到一个新的阶段,因此可控核聚变又被视为第一宇宙文明实现的标志。

基于此,现在世界各国都在进行有关可控核聚变的研究,而我国目前的进展情况无疑处在第一梯队。我国的可控核聚变研究,即“人造太阳”计划所使用的实验装置位于合肥城郊的一座岛上,该岛四面环水,远离城市的喧嚣,完全处于一种封闭状态。

虽然是一座封闭的岛屿,但上面的设施可谓一应俱全。

除了世界超一流的实验装置之外,岛上还建有医院、宿舍、食堂,甚至是学校,对于在岛上工作的科研人员来讲,住在这里完全没有任何后顾之忧,可以一心一意地开展科研工作。这座岛上的可控核聚变实验装置名为“全超导托卡马克核聚变实验装置”,也叫“东方超环”,英文简称为“EAST”。从外围看起来,整个装置显得非常庞大,整体高度超过了4层楼。为什么要建这么大呢?

太阳的聚变反应源于其内部的高温高压,而在地球上并没有太阳内部那么大的压力,所以就必须要达到更高的温度才能点燃聚变反应。

千万摄氏度的高温,没有任何已知的物质可以承受,所以就必须要使用磁场或惯性对反应物进行约束,让其不与任何物质发生实质性的接触。目前国际上普遍采用的方法就是磁场约束,东方超环也不例外。既然要产生足以约束反应物的强磁场,就必须要建设大型设备才可以做到。这台实验装置的中心是真空室,真空室外面的结构是可以通电运行的线圈。

当实验装置开机运行时,内部会产生强大的磁场,等离子体会被加热到很高的温度,如此核聚变反应才会形成。

说起来好似并不复杂,但实际上其中却有很多需要攻克的难题。比如要保证反应的持续稳定,就必须要保证真空室外面的线圈缠绕有序的同时,还要留有空隙,并在满足磁场环境的条件下维持线圈不断。这就需要进行反复大量的实验。还有,为了能够为整个实验过程提供数据支持,就必须要搭建测量粒子的能谱设备,而这一领域,国际上基本处于空白状态,完全要我们自己来摸索,而这就耗费了科研团队三年的时间。

在科研人员的持续努力之下,东方超环的反应温度是越来越高。

一开始温度只有5000万摄氏度,后来上升到了1亿,之后又上升到1.2亿,现在已经达到了1.6亿摄氏度。而在反应时间方面,2023年4月,东方超环实现了长达403秒的长脉冲高约束模等离子体运行,这个反应时间领先于世界。虽然现在距离人造太阳的升起还有很长一段路要走,但相信终有一日,它会在不断突破中成为现实。

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