“東方超環”在實現了5000萬攝氏度等離子體持續101.2秒的長時間放電,再次創造了人類可控核聚變研究的新高度。,實現了穩定的101.2秒穩態長脈沖高約束等離子體運行(相當于穩定“燃燒”了上百秒),創造了新的世界紀錄。
要發生可控核聚變,必須將反應堆維持在上億度的高溫,只有在此條件下,注入的氚和氘的布朗運動才會變得超級劇烈,或者說是狂暴,此時氘和氚的原子核才會碰撞在一起,發生核聚變,產生一個氦核和一個中子,同時放出巨大的能量。 不幸的是,迄今為止,人類發明的zui耐熱的材料,也只能忍受數萬攝氏度的溫度。
研究核聚變便歸結為一個簡單的問題:用什么東西約束住可控核聚變發生時的超高溫物質?
磁場!這是科學家們異口同聲的答案。利用磁場約束住上億度的等離子體,讓這團等離子體“懸浮”于磁場之中,這樣,就不需要耐高溫容器了。在這團受約束的超高溫等離子體中*地注入氚和氘,人類就可以實現可控核聚變了!
需要的磁場就越大,而磁場越大,需要的電流也越大,這簡直就是水和面問題的翻版。但是,由于磁場線圈電阻的存在,使得電流增加到一定程度時,線圈的損耗會急劇增加,甚至會燒壞線圈。這個缺點差點判了托卡馬克裝置死刑,直到超導技術的出現,才解決這一問題。
東方超環還*次采用了非圓形垂直截面,在不增加環形直徑的前提下增加了反應體的體積;*次采用了液氦無損耗的超導體系,實現了液氦這種昂貴冷卻劑的利用;同時還是世界上*個擁有主動冷卻結構的托卡馬克裝置。
液氬:在2.18K時會有明顯的性質改變,如獲得超導性、超流性。
低溫超導體的臨界轉變溫度zui高為30KM,因此必須在液氦(零下269℃)溫度下工作。
雖然實驗中高溫沒有直接接觸容器,但溫度輻射也是相當大,因此主動冷卻結構在此成為本次實驗成功的一大亮點。
可以回想一下紙船煮水,熱傳導的原理。因此5000萬攝氏度燃燒100多秒,就是消耗掉多少制冷劑,而液氮(零下196攝氏度)無論從價格,來源還是制備都比液氦具有大得多的優勢。
液氮罐集成商上海京燦為中國發展點贊,加油。
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