英國核聚變反應堆從"甜甜圈"升級為"蘋果
2020-11-03 09:32:03
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據"科學"雜志報道,經過七年的建設,英國改良后的聚變反應堆--巨型球形托卡馬克(MAST)--幾天前首次發射。
GB 5500萬裝置將作為未來核聚變反應堆關鍵技術的測試平臺,也將為變電站的設計提供新的思路。
聚變是一種核反應,它將較輕的核聚集成較重的核,托卡馬克是幾十年來研究核聚變的主流方法。傳統的托卡馬克是一種包含超熱電離氣體(等離子體)-氫同位素氘和氚的圓形裝置。等離子體作為核聚變反應的"燃料",受到強磁場的限制,受到微波和粒子束的加熱。
作為全球核聚變夢想的一個焦點,正在法國建造的ITER也是一個巨大的托卡馬克裝置。ITER的托卡馬克反應堆模型
這幅畫的紫色發光部分是等離子體。
桅桿是標準托卡馬克的變體。它的形狀更像一個有核的蘋果,而不是甜甜圈。研究人員認為,升級后的裝置比以前的環形裝置更能保證等離子體的穩定性。
自1999年以來,MAST首次大規模測試了這一新概念,現在已經在額外的加熱功率、等離子體熱提取技術等方面進行了升級。普林斯頓等離子體物理實驗室(普林斯頓等離子體物理實驗室,簡稱NSTX)的一個類似設施也得到了升級。然而,2016年重啟后不久,NSTX就出現了磁鐵故障,目前正在重建中。
英國研究人員希望,升級版的桅桿將顯示出足夠的性能改進,以推進球形托卡馬克示范電站的建設。自去年以來,他們已著手設計一個球形托卡馬克示范廠,由英國政府出資2.2億英鎊(約合19億元人民幣),并希望在2040年啟動新一代電站。
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