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“人造太陽”又前進一步:巨大線圈到貨

2014-06-18 11:32:40 騰訊科技

環形反應容器內部的情景,科學家通過磁場來約束高溫物質參與核聚變反應

據國外媒體報道,國際熱核實驗反應堆(ITER)是一個國際合作項目,旨在開發出可控核聚變技術,實現“人造太陽”的夢想,該項目與大型強子對撞機或者國際空間站不同,可控核聚變對人類的意義重大,是人類科技進步的重大標志,可以解決困擾科學家的能源問題。上周,國際熱核實驗反應堆收到其最重要的構件之一,這是到目前為止最為強大的人造磁力線圈,重量達到30000磅,大約為13噸,巨大的銅質電纜幾乎長達1公里,并且纏繞成直徑大約4米的結構。

國際熱核實驗反應堆中使用的磁力線圈并不是有超導材料制造,但最終會被更昂貴的材料取代,一旦超導材料到位,那么國際熱核實驗反應堆就將進行測試。聚變反應的基本原理與太陽上的能量產生模式基本相同,人工創造核聚變反應需要啟動能量小于輸出能量,這樣我們才能從中獲得能量,但目前為止影響核聚變的最大障礙之一就是磁場問題,我們需要制造出強度和精細度更好的構型,這樣才能約束其中的流體,否則我們現有的材料無法承受如此高的溫度環境。

磁感應強度由一個叫特斯拉的單位來衡量,大型強子對撞機加速磁鐵的磁場大約在8特斯拉,國際熱核實驗反應堆使用的磁場將達到13.5特斯拉,如此強大的磁場一般在磁懸浮領域也有所應用,但是其使用的標準顯然沒有國際熱核實驗反應堆來得嚴格。科學家使用磁場來約束高溫等離子環面的行為,將線圈圍繞起來讓磁場能均勻分布,這些高溫物質會在磁場的約束下參與核聚變反應,這樣的超級機器也被稱為托卡馬克,依靠磁場來約束聚變物質和反應進行的環形容器。

目前世界上能制造托卡馬克裝置的國家不多,美、日、歐在這方面處于領先地位,我國也建造了超導托卡馬克裝置,旨在驗證使用氚進行核聚變的可行性,如果核聚變裝置能研發成功,那么世界上的能源問題可得到很大程度上的緩解。事實上,核聚變是宇宙中最常見的能量制造形式,沒有掌握可控核聚變技術實在無法稱得上是智慧文明。




責任編輯: 李穎

標簽:國際熱核實驗反應堆,人造太陽