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行業新聞

德國造出未來核電廠模型 “仿星器”離人類可控核聚變夢想又進了一步

2017/1/18 13:59:51

德國的Wendelstein 7-X核反應堆可以極大提升核能利用效率,核聚變反應爐既不排放二氧化碳,也比目前核電廠所采用的核裂變反應爐,產生更少的核廢料,放射性也將在短期內消失。“仿星器”設計方案可能是未來最為合適的核電廠類型。


六十多年來,科學家們一直夢想著將核聚變所產生的巨大能量轉化為清潔、取之不盡的能源來源。但是,核聚變的不可控制成為最大的難題。如今,在德國馬克思普朗克學會等離子體物理研究所(IPP)的努力下,這一夢想可能很快就要實現了。

上周,美國《科學》周刊消息稱,經過一年的測試,科學家們正力圖在今年11月底前,將全球最大的“仿星器”——Wendelstein 7-X投入使用。

就像太陽能量的產生依靠原子核的聚變反應一樣,“仿星器”(Stellarator)的本質上是一種核聚變反應研究設備。仿星器通過模仿恒星內部持續不斷的核聚變反應,將等離子態的氫同位素氘和氚約束起來,并加熱至1億攝氏度的高溫,發生聚變以獲得持續不斷的能量,最終幫助人類實現對核聚變釋放能量的有效利用。


Wendelstein 7-X裝置。圖片來源:IPP

這臺坐落在德國東北部城市格賴夫斯瓦爾德的Wendelstein 7-X反應堆,其核心部件磁線圈裝置高度大約3.5米,整個設備的寬約為16米。總共耗時110萬小時,投入約10億歐元,于2014年建成。最關鍵的是,其一次運行可以連續約束超高溫等離子體長達30分鐘。

能否實現對超高溫等離子體的長時間約束,是反應堆設計領域的關鍵所在,這意味著是否能夠控制核聚變。

根據知乎作者夏曉昊的解釋,可控核聚變是指可以控制核聚變的開啟和停止,以及隨時可以對核聚變的反應速度進行控制。

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