被稱為「人造太陽」的托卡馬克裝置(Tokamak)「中國環流器二號M裝置(HL-2M)」即將在中國安徽省合肥市的一個實驗室中被投入使用。根據中核集團的數據,在該受控熱核聚變中進行實驗的尖端磁約束裝置很快將達到攝氏1億度的離子溫度。

該裝置旨在觸發核聚變,複製太陽能的產生過程。太陽是一個天然的聚變反應堆,在那里恆星的核合成將較輕的元素轉化為較重的元素,並釋放出大量的能量。以可控方式利用核聚變也被視為幾乎可無限使用的清潔能源的潛在來源,同時也可解決高污染化石燃料所帶來的資源日益減少及其相關的環境問題。

托卡馬克裝置是聚合能源最成熟、最經濟的方法。該方法利用內部電流使熱等離子體在磁約束環面內快速移動。

要實現離子溫度超過1億度是一個重要門檻,並且從這個角度來看,太陽的核心一般被認為是1,500萬度,這意味著人造太陽的核心離子溫度必須高出其7倍,而其他的挑戰還包括要將聚合反應在一段持續時間內,在一個有限而安全的空間裏進行。

據中國科學院等離子體物理研究所介紹,中國合肥的人造太陽,即全超導托卡馬克裝置(EAST),也是一個磁聚變能量反應堆原型,是第一個採用超導環形和極向磁體的托卡馬克裝置,旨在實現高達1,000秒的等離子脈衝。

中國是國際熱核實驗反應堆計劃(ITER)的成員,而EAST是ITER技術的試驗平台。

科學家認為,氘是一種穩定的氫同位素,可以從海中提取出來,在1億度的溫度下,氘(2H -Deuterium重氫)和氚(3H -Tritium超重氫)的聚變反應可以獲得大量的能量。核聚變後,從一升海水中提取的氘將產生相當於300升汽油的能量。

如果開發的設備可以承受高達1億度的溫度,並控制氘和氚反應,那麼就可以像「人造太陽」一樣,能夠為人類提供無限且清潔的能源。

原文:China’s ‘artificial sun’ to go live this year
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相片:新華社