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发布日期：2024-07-16 作者：开博
核聚变反映已降服了两个要害障碍——提高档离子体密度和连结浓密等离子体，以到达发电所需的“最好点”。这是迈向核聚变发电的又一里程碑，虽然实现商用反映堆可能还需要数年时候。相干论文4月24日颁发在《天然》。
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DIII-D托卡马克反映堆内部。图片来历：Rswilcox (CC BY-SA 4.0)
今朝，人们正在摸索的实现核聚变发电的首要路子之一是利用托卡马克反映堆。这是一种“甜甜圈”外形的真空装配开博体育，外面环抱着磁线圈。它借助壮大的磁场，将等离子体加热到数亿摄氏度的极高温度，乃至比太阳还热，以到达核聚变的目标。
人们一向认为存在一个临界点，即格林沃尔德极限。假如试图提高燃料密度，跨越这个临界点时，等离子体就会离开磁场的束缚，四散逃逸，从而可能破坏反映堆。而提高密度对提高产量相当主要，由于尝试注解，托卡马克反映堆的产量与燃料密度的平方成正比。
此刻，美国通用原子能公司的Siye Ding和同事证实，有一种方式可以提高档离子体密度，且可以或许实现高束缚稳态运行。操纵这类方式，他们成功使DIII-D国度聚变举措措施托卡马克反映堆在平均密度比格林沃尔德极限超出跨越20%的环境下，运行了2.2秒。固然之前已打破了这一“关卡”，但不变性较差、延续时候较短，并且此次的要害指标是，能量束缚加强因子H98(y,2) 1。
英国贝尔法斯特女王年夜学的Gianluca Sarri注释说，H98(y,2)显示了磁场对等离子体的束缚水平，数值为1或以上意味着等离子体被成功固定在恰当的位置。
“假如此刻最先表示出某种稳态运行，便可以一向处在最好状况。”Sarri说，“此次尝试是在一台小型装备上完成的，假如把成果推行到更年夜的装备上，便可以在很长一段时候内提高功率、实现增益。”
此次DIII-D尝试依靠在多方式融会，这些方式自己其实不新颖，但融会起来仿佛很有前景。DIII-D等离子体室的外半径只有1.6米，今朝还不知道一样的方式是不是合用在国际热核聚变尝试反映堆（ITER）。这是法国正在扶植的下一代托卡马克，半径将到达6.2米。
“此次尝试对将来的核聚变发电来讲是个好兆头。”Ding说，“很多反映堆设计要求同时具有高束缚和高密度。从尝试上讲，这是第一次实现这一点。”
Ding暗示：“下一步耗资庞大，今朝研究正执政着很多分歧的标的目的成长，我但愿这篇论文有助在集中全球的尽力。”
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-024-07313-3
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