@ 2021.06.05 , 23:28

首个托卡马克排气系统为核聚变铺平道路

投稿:Wes
原文:https://interestingengineering.com/world-first-tokamak-exhaust-system-paves-way-for-nuclear-fusion

首个托卡马克排气系统为核聚变铺平道路
图片来源:UKAEA

实验显示此系统极大的减少托卡马克(一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器)内部的热量,向可行的核聚变迈出一步。

英国原子能管理局(UKAEA)5月26日在一份报告解释说,在英国牛津郡卡拉姆(Culham,Oxfordshire),全球首次在兆安球形托卡马克(MAST-U)进行的核聚变实验,可能会为商业化核聚变清除其中一个最大的障碍。

这个5500万欧元(大概7790万美刀)的球形托卡马克设备经过7年的建设后,在2020年10月开始运行。现在,卡拉姆的科学家们透露说,他们成功地测试了一套首创的排气系统,此系统是设计用于小型商业核聚变发电厂。

首个托卡马克排气系统为核聚变铺平道路
图片来源:UKAEA

基于星球创造光和热的同样过程(原理),核聚变能源有潜力成为一种可持续的,几乎无限供应的能源(人造太阳)。这就是未来几十年,在法国,英国,美国和中国(译者擅自加上^_^)都在计划建立核聚变反应堆模型的原因。

使用一种叫托卡马克(tokamak)的设备,核聚变电站加热一种气体:等离子气体(plasma),从而使氢原子融合,进而释放出能量产生电力。

至今为止,在可行的商业性托卡马克研发中,一个最大的阻碍,就是怎么清除核聚变反应中产生的过度热量。这种剧烈的热量,如果不能有效地清除,会损坏反应堆中的零件,大大地减少发电厂的生命周期。

这个在兆安球形托卡马克实验中使用的新设备,是一种排气系统,叫‘超级X分流器(Super-X divertor)’。它可以使未来商业化托卡马克(tokamak)的寿命更长,极大地增加商业化核聚变的可行性。

兆安球形托卡马克的首席科学家,Andrew Kirk博士解释说:“我们建造兆安球形托卡马克的目的是,解决小型核聚变电厂的排气问题,现在的迹象是,我们已经成功了。超级X(Super-X divertor)把排气系统的热量,从喷灯的水平(指热度)降至差不多就像你摸汽车发动机(的热度)。这就可能意味着,在电厂的生命周期中,只需要更换一次(排气系统)。”

英国原子能管理局计划在2040年前建立核聚变原型电厂,这个新突破是此计划的踏脚石,同时也对全球使用核聚变能源,让人类极大地减少碳排放非常重要。


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