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人類朝(cháo)可控核聚變又邁近一步(bù) 美將千萬度過熱氣體保持5毫秒

發布時間(jiān):2015-08-28 作者: 來源:中國科技網 瀏覽:2275

    一家名為三阿爾法能源的美國私人投資公司日前宣稱,他們建(jiàn)立了一個裝置(zhì),讓球型過熱氣體在1000萬攝氏度的溫度下,穩定地(dì)保持了5毫秒。

    這個看似極其短暫的一瞬,卻超過了以往采用同樣技術的其他的(de)嚐試,第一次證明了人們能將這種過熱氣體保持在一個穩定的狀態。這一溫度已高(gāo)到足以維持核聚變(biàn)反應的程度,代表(biǎo)了熱核聚變技(jì)術一個(gè)可能的突(tū)破點,讓人們距離這種豐(fēng)富、廉(lián)價的清潔能源又近了一步。

    目前(qián)主導核聚(jù)變研究的主要是(shì)一些大型的政府(fǔ)投資項目,如正(zhèng)在建設的耗資高達200億美元的國(guó)際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃,以及美國能源部投資40億美元(yuán)的(de)國家點火裝置(NIF)。由於這些項目極(jí)其複雜、投資巨大(dà),不少人對其能否收回成本表示擔憂。一些新興創業公司試圖找到(dào)另外一種方法,開發出更為簡(jiǎn)單和便宜的熱核聚變設備。三阿爾法能源便是其中的一員。

    熱(rè)核聚變是一個看似簡單,實際極難實現的過程。當氣體被加熱到足夠高的(de)溫度(dù)後,其原子就會失去電(diàn)子,形成一種電子和離子的混合(hé)氣體,也就是通常所說的等離子體。在足夠外力的作用下,其中離子就會熔合在一起,同時釋放出巨大的能量(liàng),這個(gè)過程就是核聚(jù)變(biàn)。要讓核聚變安全可控,必須將這些等離子體束縛起來,但人類已知的材料中沒有哪個能承受得住如此之高的溫度。

    美國《科學》雜誌網(wǎng)站報道稱,為了解決這個問題,科學家們想出了兩個辦法:一種是慣性約束(shù)核聚變(如(rú)NIF),另一種是磁約束核聚變(如ITER)。三阿爾法(fǎ)能源使用的就是第二種方法,他們采取了一(yī)種被稱為場反(fǎn)向位形(FRC)的結構來約束等離(lí)子體。這種方法早在上世紀60年(nián)代(dài)就為人所知,但幾十(shí)年來科學家們隻能將等離(lí)子體保持0.3毫秒。通過使用這種方法,他們聲稱能將氫和硼加熱到1000萬攝氏度。沒有達到更高的溫度是因為他們用盡了燃料,而此(cǐ)前(qián)的(de)不少研(yán)究都是(shì)由於設備損壞或者熔毀被迫停(tíng)機。

    這項來自美國(guó)加州的科研團隊稱,該研究距離(lí)讓氫和硼發生熱核聚變所需(xū)的30億(yì)攝氏(shì)度的高溫仍然還有很大(dà)的差(chà)距,下一步,他(tā)們將對設(shè)備進行升級,有望將其所能達到的溫度提高10倍。

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