核聚变新世界纪录:迈向清洁和可持续能源的重要一步

核聚变发电一直被视为全球寻求清洁和可持续能源解决方案的基石之一。最近,韩国研究人员宣布在核聚变实验中保持 1 亿摄氏度的温度(比太阳核心热七倍)的新世界纪录。这一进步代表了未来能源技术发展的重要一步。

核聚变旨在通过将两个原子融合在一起释放大量能量来复制使太阳和其他恒星发光的反应。聚变通常被称为清洁能源解决方案的圣杯,它有潜力提供无限的能源,而不会产生导致全球变暖的碳污染。然而,在地球上控制这一过程极其复杂。

获得聚变能的最常见方法涉及称为托卡马克的环形反应堆,其中各种氢被加热到极高的温度以产生等离子体。

韩国聚变能源研究院 (KFE) KSTAR 研究中心主任 Si-Woo Yoon 表示,高温、高密度等离子体可以长时间发生反应,这对核聚变反应堆的未来至关重要。 ,创下了这一新纪录。

他告诉 Fatshimetrie,维持这些高温“由于高温等离子体的不稳定性质并不容易证明”,这就是为什么最近的记录如此重要。

KFE 的 KSTAR 研究装置被称为“人造太阳”,在 2023 年 12 月至 2024 年 2 月的测试中,成功将等离子体维持在 1 亿度的温度下 48 秒,打破了 2021 年创下的 30 秒的纪录。

KFE 科学家表示,他们通过调整工艺设法延长了时间,包括在“分流器”中使用钨代替碳,以提取聚变反应产生的热量和杂质。

Si-Woo Yoon 表示,KSTAR 的最终目标是到 2026 年能够将等离子体温度维持在 1 亿度达 300 秒,这是能够扩大聚变操作规模的“临界点”。

韩国科学家正在做的事情将有助于法国南部国际热核实验反应堆(ITER)的开发,这是世界上最大的托卡马克装置,旨在证明聚变的可行性。

Si-Woo Yoon 表示,KSTAR 的工作“对于确保 ITER 运行按计划进行并推进聚变能的商业化将大有帮助”。

这一宣布与核聚变领域的其他突破一起。 2022 年,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置的科学家成功完成了核聚变反应,产生的能量比实验所需的能量还要多。

今年二月,英国牛津市附近的科学家宣布,他们在聚变反应中产生了比以往更多的能量,创下了纪录。它们在 5 秒内产生 69 兆焦耳的聚变能,足以在同一时间内为约 12,000 个家庭供电。

然而,随着科学家们努力解决复杂的工程和科学挑战,核聚变的商业化仍然遥远。

英国曼彻斯特大学核聚变研究员阿尼卡·汗 (Aneeqa Khan) 表示,核聚变“尚未准备好,因此无法帮助我们解决当前的气候危机”。

然而,她补充说,如果继续取得进展,核聚变“有可能成为本世纪下半叶绿色能源组合的一部分。”

韩国科学家的创新工作为更加可持续和更有希望的能源未来铺平了道路,其中核聚变可以在向更清洁、更高效的能源过渡中发挥至关重要的作用。迄今为止所取得的进展表明,核聚变不仅是一个乌托邦,而且是迈向新能源时代的现实。

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