中國「人造太陽」設計可促進核聚變能量研究

中國的“人造太陽”實驗計劃在核聚變科技的潛力上引起了廣泛關注,科學家們強調這一計劃能顯著提高穩態、長脈衝和高容量的托卡馬克操作。實驗高級超導托卡馬克(EAST)是中國的一個重要科研項目,於 2006 年開始運營,旨在探索磁約束聚變能。該設施也被稱為 HT-7U(合肥托卡馬克 7 升級版),由中國科學院等離子體物理研究所管理,已經取得了一系列重要的科學里程碑。

在今年早些時候,EAST 在合肥綜合國家科學中心創下了新的世界紀錄,為無限清潔聚變能的追求鋪平了道路。它成功實現了在超過 1 億攝氏度(約 1,800 萬華氏度)下的穩態、長脈衝 H 模式等離子體運行,持續了 1,066 秒。隨著新一輪研究的展開,EAST 團隊證明了全球首個完全超導的非圓形托卡馬克能顯著改善穩態、長脈衝和高性能的操作。他們表示,這些發現為可持續的聚變能源開啟了大門,並提供了先進托卡馬克設計能將技術推向實用化的重要證據。

研究團隊由合肥綜合國家科學中心能源研究所的博士 Jianwen Yah 領導,他指出傳統能源來源面臨著環境保護和資源穩定性方面日益增長的挑戰。受控核聚變作為解決長期能源需求的潛在方案,已引起國際科學界的廣泛關注。隨著全球對清潔能源需求的上升,團隊強調托卡馬克在聚變中至關重要,但在完全超導設計中保持穩態、高參數、長脈衝的運行仍是一大挑戰。

為了應對這些挑戰,能源研究所開展了中國這個價值 1 萬億美元的“人造太陽”聚變反應器的穩態運行性能研究。此次研究中,研究所與合肥物質科學研究院、中國科學院等離子體物理研究所及多所大學、研究機構和企業合作,專家們共同探討了 EAST 設計的結構設計、技術難題和穩態運行性能。此次實驗通過長期運行測試和物理研究提供了重要的實驗數據和技術支持。

托卡馬克是一種環形設備,利用強大的磁場來約束等離子體,這是一種能夠實現聚變的超高溫物質狀態。達到並維持聚變條件需要突破工程的極限,尤其是在處理比太陽核心熱度高出六倍以上的溫度時。研究結果顯示,EAST 作為全球首個完全超導的非圓形托卡馬克,顯著改善了穩態、長脈衝和高參數的運行。他們確認這樣的條件不僅是可能的,而且在受控環境下越來越容易實現。

研究團隊在超過 1 億攝氏度(約 1,800 萬華氏度)的溫度下成功實現了穩態 H 模式等離子體,這是一個對於實際能源輸入至關重要的高約束模式,並且持續了 17 分 46 秒,於 2025 年 1 月創下了新的世界紀錄。研究人員在新聞稿中表示:“這一成就不僅驗證了聚變反應器穩態運行的可行性,還標誌著聚變研究從基礎科學探索到工程實踐的重要轉折,對於推動全球核聚變能源發展具有重要的科學意義和工程應用價值。”該研究已在《工程管理前沿》期刊上發表。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。