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人類朝可控核聚變又邁近一步 美將千萬(wàn)度過(guò)熱氣體保持5毫秒

發(fā)布時(shí)間:2015-08-28 作者: 來(lái)源:中國(guó)科技網(wǎng) 瀏覽:2195

    一家名為三阿爾法能源的美國(guó)私人投資公司日前宣稱,他們建立了一個(gè)裝置,讓球型過(guò)熱氣體在1000萬(wàn)攝氏度的溫度下,穩(wěn)定地保持了5毫秒。

    這個(gè)看似極其短暫的一瞬,卻超過(guò)了以往采用同樣技術(shù)的其他的嘗試,第一次證明了人們能將這種過(guò)熱氣體保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。這一溫度已高到足以維持核聚變反應(yīng)的程度,代表了熱核聚變技術(shù)一個(gè)可能的突破點(diǎn),讓人們距離這種豐富、廉價(jià)的清潔能源又近了一步。

    目前主導(dǎo)核聚變研究的主要是一些大型的政府投資項(xiàng)目,如正在建設(shè)的耗資高達(dá)200億美元的國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃,以及美國(guó)能源部投資40億美元的國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)。由于這些項(xiàng)目極其復(fù)雜、投資巨大,不少人對(duì)其能否收回成本表示擔(dān)憂。一些新興創(chuàng)業(yè)公司試圖找到另外一種方法,開發(fā)出更為簡(jiǎn)單和便宜的熱核聚變?cè)O(shè)備。三阿爾法能源便是其中的一員。

    熱核聚變是一個(gè)看似簡(jiǎn)單,實(shí)際極難實(shí)現(xiàn)的過(guò)程。當(dāng)氣體被加熱到足夠高的溫度后,其原子就會(huì)失去電子,形成一種電子和離子的混合氣體,也就是通常所說(shuō)的等離子體。在足夠外力的作用下,其中離子就會(huì)熔合在一起,同時(shí)釋放出巨大的能量,這個(gè)過(guò)程就是核聚變。要讓核聚變安全可控,必須將這些等離子體束縛起來(lái),但人類已知的材料中沒(méi)有哪個(gè)能承受得住如此之高的溫度。

    美國(guó)《科學(xué)》雜志網(wǎng)站報(bào)道稱,為了解決這個(gè)問(wèn)題,科學(xué)家們想出了兩個(gè)辦法:一種是慣性約束核聚變(如NIF),另一種是磁約束核聚變(如ITER)。三阿爾法能源使用的就是第二種方法,他們采取了一種被稱為場(chǎng)反向位形(FRC)的結(jié)構(gòu)來(lái)約束等離子體。這種方法早在上世紀(jì)60年代就為人所知,但幾十年來(lái)科學(xué)家們只能將等離子體保持0.3毫秒。通過(guò)使用這種方法,他們聲稱能將氫和硼加熱到1000萬(wàn)攝氏度。沒(méi)有達(dá)到更高的溫度是因?yàn)樗麄冇帽M了燃料,而此前的不少研究都是由于設(shè)備損壞或者熔毀被迫停機(jī)。

    這項(xiàng)來(lái)自美國(guó)加州的科研團(tuán)隊(duì)稱,該研究距離讓氫和硼發(fā)生熱核聚變所需的30億攝氏度的高溫仍然還有很大的差距,下一步,他們將對(duì)設(shè)備進(jìn)行升級(jí),有望將其所能達(dá)到的溫度提高10倍。

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