关闭
当前位置:军事 > 评论精选 > 网友前线 > 正文

从60秒跳到101秒!中国“人造太阳”这步迈得够大

2017-07-05 15:24:34  杨文 科工力量    参与评论()人

【本文转自微信公众号“科工力量”(ID:guanchacaijing)】

2017年7月3日晚上十点二十左右,从坐落在合肥科学岛的中国科学院等离子体物理研究所传来刚刚得到的试验结果:我国的全超导托卡马克(EAST)东方超环实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行。

图片来自中国科学院等离子体物理研究所

在现有的大型托卡马克核聚变实验装置上,这是第一次,也是世界纪录。此次试验的成功,对国际热核聚变实验堆(ITER)和未来中国聚变工程实验堆(CFETR)建设和运行具有重大意义。

1.什么是高约束运行模式?

有高约束模式自然就有低约束模式,“高”与“低”是约束能力上的相对而言。

无论是“高”还是“低”,外部的辅助加热功率越大,等离子体的能量约束时间都是越短的。但是,高约束模式的衰减率比低约束模式小得多,这个比值用H表示,称为改进因子。也就是说在外部相同的辅助加热功率条件下,则高约束模式下的能量约束时间是低约束模式下的H倍。

在这次试验中,约束改善因子H98y2大于1.1,高于ITER的基准运行模式的H98=1。

2.为什么要达到高约束运行模式?

像刚才所说,等离子体的能量约束时间是随外部辅助加热功率的增加而缩短的,加热功率越大,等离子体能量损失反而越快。打个比方,就像往一个有漏洞的水缸倒水,倒得越快反而漏的更快,最终的结果就是池子里的水反而变少了。

所以简单来说,在高约束运行模式下,等离子体约束变好了,而且从等离子体损失到第一壁的粒子数减少,从而减少了杂质和能量损失。

而它对于聚变堆来说有更大的意义,因为这可以大幅度降低聚变装置的规模和造价。

在ITER设计过程中,如果是按照低约束模式运行,预计耗资约为100亿美元,因经费巨大而导致计划难以施行;而在此后的重新设计中改为了高约束模式,预计经费也降低到50亿欧元,ITER计划得以开展。

降低难度还省钱,对科学家们来说这简直就是天大的好事。

首次发现高约束运行模式的德国物理学家F.Wagner也因此在2007年获得了由欧洲物理学会等离子体物理分会颁发的阿尔芬奖。

相关报道:

     
    分享到:

    用微信扫描二维码
    分享至好友和朋友圈

    扫描到手机×