物理学家克服了聚变反应中的两个关键操作障碍

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来自美国多个机构的物理学家团队与来自中国的同事在加利福尼亚州圣地亚哥的DIII-D国家聚变设施合作,设计了一种方法来克服使用聚变作为核聚变技术的两个关键障碍。通用电源。

在《自然》杂志上发表的论文中,该小组描述了他们如何设计一种方法来提高反应器中等离子体的密度,同时保持其稳定。

世界各地的科学家多年来一直致力于研究如何利用聚变反应来产生通用电力,从而使世界不再使用向大气中排放温室气体的燃煤和燃气发电厂。但这是一条漫长而艰难的道路。

就在过去的几年里,研究人员才能够证明聚变反应可以自我维持,并且可以产生比输入到这样的系统更多的能量。

接下来要克服的两个障碍是增加反应器中等离子体的密度,然后将其容纳较长的时间——足够长的时间以使其可用于发电。在这项新研究中,研究小组设计了一种在托卡马克室中完成这两件事的方法。

为了控制等离子体密度的增加,研究小组在需要时使用了额外的磁铁和氘爆发。它们还允许核心处的密度高于边缘附近的密度,有助于确保等离子体无法逃逸。他们在该状态下保持了2.2秒,足够长的时间来证明这是可以做到的。

他们还发现,在这么短的时间内,反应堆中的平均密度比格林沃尔德极限高出20%。格林沃尔德极限是一个理论屏障,预计标志着增加压力将逃离将等离子体固定在适当位置的磁场的点。

他们还发现等离子体的稳定性H98y2在1以上,这意味着实验是成功的。

研究小组承认,他们的实验是在一个非常小的反应堆中进行的,反应堆的直径仅为1.6米。要使这一成就被认为是完全成功的,就必须在更大的反应堆中完成,例如法国目前正在建设的反应堆,其直径为6.2米。

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