法國替代能源和原子能委員會 (CEA) 運營的鎢襯裡託卡馬克反應器創造了新的聚變記錄,維持等離子體六分鐘並向其中註入 1.15 吉焦耳的能量。
美國普林斯頓等離子體物理實驗室 (PPPL)在一份新聞稿中證實了這些測量結果。
核融合其實是最受期待的能源,希望進入市場。與裂變技術不同,該技術不會產生必須妥善處理的核廢料,並且是一種可靠的無碳能源,可以隨意打開和關閉。氘氚聚變的唯一問題是中子的發射。
在稱為託卡馬克的環形反應器內,科學家們創造了類似太陽上的反應條件,將氫加熱到攝氏 5,000 萬度,形成物質的第四種狀態——等離子體。
使這項技術在經濟上可行的挑戰是產生的能量遠大於用於產生等離子體的能量。科學家們一致認為,實現這一目標的方法是長時間限制等離子體(也稱為噴射),並在託卡馬克上塗上鎢,這會有所幫助。
鎢塗層託卡馬克
CEA 正在法國穩態託卡馬克 (WEST) 反應器的鎢 (W) 環境中探索在聚變反應中使用鎢。過去實現更長噴射的聚變反應器在反應器壁上使用了石墨。
雖然碳基材料更容易使用,但對於大型反應器來說可能不可行,因為它會將燃料捕獲在壁中。相較之下,鎢不能容納燃料,但很難使用,因為即使少量進入,它也能快速冷卻等離子體。
PPPL 首席物理研究科學家路易斯·德爾加多-阿帕里西奧(Luis Delgado-Aparicio) 比較了這兩種材料,他說:「這很簡單,就是試圖抓住家貓和試圖撫摸最狂野的獅子之間的區別。
創新的診斷
在處理如此困難的材料時,傳統工具可能會失敗。 DECTRIS 是一家瑞士公司,生產測量等離子體輻射的 X 射線診斷儀器。該儀器可以幫助研究人員確定中心等離子體的溫度等特性。
雖然該儀器被設定為使用其所有像素同時測量能量水平,但 PPPL 研究人員對其進行了進一步配置,以便每個像素都可以獨立測量能量水平。
PPPL 研究人員使用這個新配置的診斷工具來確認 WEST 的反應條件。
在這次實驗中,研究人員證實等離子體的能量比以前增加了 15%,密度增加了一倍,這兩個條件都是產生可靠電力所必需的。
「在六分鐘的拍攝過程中,我們能夠很好地測量中心電子的溫度。它處於大約4kV的非常穩定的狀態。這是一個非常了不起的結果,」參與這項工作的 PPPL 研究員 Tullio Barbui 說。
“該探測器具有獨特的能力,可以配置為以所需的多種能量測量相同的等離子體。”
CEA 科學家 Xavier Litaudon 在新聞稿中補充說:“操作帶有鎢牆的結構極具挑戰性。”
「但由於這些新的測量,我們將有可能測量等離子體體內鎢的狀況,並了解鎢從等離子體壁到核心的運動」 。
研究人員計劃在未來幾週內公佈他們的發現。
文章新託卡馬克的新紀錄:六分鐘核融合來自經濟情景。
這是在 Tue, 07 May 2024 18:02:35 +0000 在 https://scenarieconomici.it/nuovo-record-del-nuovo-tokamak-al-tugsteno-sei-minuti-di-fusione-nucleare/ 的報紙 “Scenari Economici” 上發表的文章的翻譯。