熱過太陽核心! 英核聚變反應創1500萬攝氏度紀錄

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一座英國核聚變反應堆近日成功創下了1500萬攝氏度的紀錄,比太陽核心溫度還要高,標誌著人類離取之不盡、用之不竭的清潔能源又近了一大步。

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這座由英國托塔馬克能源公司(Tokomak Energy)打造的托塔馬克反應堆位於牛津郡。該公司希望能在2030年前在英國實現併網發電。

托塔馬克能源公司的研究人員正努力打造一座成本可負擔的反應堆,將氫轉化為性價比較高的綠色能源。通過核聚變,一茶勺的液氫燃料可產生與28噸煤相當的能量,且不會生成任何放射性核廢料。

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托塔馬克能源公司計劃於本年末前使堆內溫度達到1億攝氏度,相當於太陽核心溫度的7倍。而該公司的最近一次測試使其離這一終極目標又近了一步。達到1億攝氏度后,反應堆便可激發核聚變,通過原子核的融合釋放大量能量。

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托塔馬克能源公司希望打造一種名為「緊湊球形托塔馬克」(compact spherical tokamak)的裝置,並計劃在2025年前實現工業規模核聚變,與英國電網併網發電。

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此次1500萬攝氏度的里程碑是在一台名為ST40的原型裝置中實現的。該設備於去年投入使用,是該公司實現充足、清潔的聚變能源「五步走」計劃中的第三台設備。

托塔馬克能源公司共同創立者戴維·金厄姆博士(David Kingham)表示:「世界需要充足、受控的清潔能源。,我們的商業計劃有著堅實的科學基礎,此次重大突破進一步證明,我們通過緊湊球形托塔馬克實現聚變發電的計劃是可行的,核聚變是一項重大挑戰,但必須予以攻克。我們相信,通過齊心合作、全心奉獻和大力投資,核聚變將成為2030年實現全球能源供應無碳化的最佳途徑。」

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核聚變是指氫原子在高溫高壓下融合成氦原子的過程。恆星的光和熱正是來源於此。如果核聚變失控,就會產生氫彈的毀滅性力量。聚變發電可為人類提供幾乎無窮無盡的清潔能源。它以特殊形式的氫為燃料,不產生溫室氣體,唯一的廢棄物只有氦氣。但駕馭和利用核聚變的威力一直是一項難以攻克的挑戰。

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托塔馬克能源公司的ST40裝置利用一種名為「合併壓縮」的技術,達到了1500萬攝氏度的驚人高溫。該裝置可釋放極高溫的環狀帶電氣體雲(即等離子體),使其相撞,迫使等離子體的磁場重新組合。合併壓縮技術推動高電流穿過托塔馬克的內部線圈,幾秒內需輸送數千安培。

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托塔馬克能源公司CEO喬納森·卡爾林(Jonathan Carling)表示:「我們正朝實現聚變發電大步邁進。私企的身份使我們能夠敏捷行事,且實現這一目標能夠造福全球,給了我們很大動力,達到1500萬攝氏度再次證明了我們的進步,也說明我們的研究途徑正確無誤,我們希望能在2030年前實現商業聚變發電的目標。」

托塔馬克能源公司的前身是英國牛津郡的卡勒姆核聚變中心。該公司有一項關鍵創新:將球形托塔馬克與最新一代高溫超導磁鐵(HTS)相結合。2017年,托塔馬克能源公司被國際能源機構(IEA)評選為核聚變領域具有領先創新思想的三家公司之一。該公司所獲私人投資已逾3000萬英鎊。

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來源: IFLSCIENCE