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德国科学再次震惊世界,创造1亿度核聚变超高温

 苏睿思 2015-11-09

德国科学再次震惊世界,创造1亿度核聚变超高温

三体网【宇宙印象专栏】(谢顿)在德国启动目前世界上最大的核聚变装置已经全部就绪,马克斯·普朗克研究所科学家研制的Wendelstein 7 x核聚变堆经过监管部门的批准,研究小组正准备启动。根据设计方案,Wendelstein 7 x核聚变堆目前世界上最大的核聚变装置,造价10亿欧元,可存在出1亿华氏度超高温,是目前世界上最先进的核聚变装置之一。核聚变装置可模拟太阳的能量爆发,为宇宙飞船提供源源不断的能量。

Wendelstein 7 x核聚变堆项目开始于1993年,经过德国政府批准,建立在格赖夫斯瓦尔德学院。在建造之处,核聚变堆项目跌宕起伏,有错误的磁铁安装和意想不到的技术问题,导致工程出现延误。

德国科学再次震惊世界,创造1亿度核聚变超高温

在W7-X的建设几乎陷入了停顿状态时,研究小组重新设计了反应堆的多个部件,耗时近19年之久,超过110万小时的施工,打造出目前最先进的磁线圈和超高温流体腔室。近1亿华氏度超高温会在腔室内进行循环,用磁场将其束缚,这是我们能够想出的最佳方案。

核聚变装置不同于依赖于原子裂变的常规核反应堆,核聚变通过氘氚途径产生能量,产生1亿华氏度超高温,其温度主要来自等离子体。因此为了束缚住这些极高温度的等离子体流,磁场的规模也非常庞大,重达50多吨的大磁铁用来产生强大磁场。德国马克斯·普朗克研究所科学家预计其运行时间至少30分钟,能够产生巨大的能量。普林斯顿等离子体物理实验室科学家大卫·盖茨指出,目前全世界都在等待,启动的时间就要来了。

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氘和氚在运行时会被注入气体密封装置,从这里开始电火,加热等效温度接近1亿华氏度,强磁场也会随之开启。这团超高温等离子体会在磁场力的作用下进行规律运行,其中发生氘和氚原子核融合,强磁场可以让高温等离子体远离腔壁,避免装置出现损坏。德国科学家之前还研制了托卡马克反应堆,这是一种金属腔型结构的反应堆,与Wendelstein 7 x核聚变堆相比要差一些,安全性能不够,磁场力不好控制,会出现问题。

德国科学再次震惊世界,创造1亿度核聚变超高温

一旦核聚变技术成熟,星际航行就不存在动力问题了,太阳系内的航行不需要动力上的补给,我们的足迹也会遍布整个太阳系,这是移民月球、火星的基础。

谢顿,科普作家,毕业于南京大学天文与空间科学院,三体网主笔,果壳作者

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