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“人造太阳”又前进一步:巨大线圈到货

  环形反应容器内部的情景,科学家通过磁场来约束高温物质参与核聚变反应

  据国外媒体报道,国际热核实验反应堆(ITER)是一个国际合作项目,旨在开发出可控核聚变技术,实现“人造太阳”的梦想,该项目与大型强子对撞机或者国际空间站不同,可控核聚变对人类的意义重大,是人类科技进步的重大标志,可以解决困扰科学家的能源问题。上周,国际热核实验反应堆收到其最重要的构件之一,这是到目前为止最为强大的人造磁力线圈,重量达到30000磅,大约为13吨,巨大的铜质电缆几乎长达1公里,并且缠绕成直径大约4米的结构。

  国际热核实验反应堆中使用的磁力线圈并不是有超导材料制造,但最终会被更昂贵的材料取代,一旦超导材料到位,那么国际热核实验反应堆就将进行测试。聚变反应的基本原理与太阳上的能量产生模式基本相同,人工创造核聚变反应需要启动能量小于输出能量,这样我们才能从中获得能量,但目前为止影响核聚变的最大障碍之一就是磁场问题,我们需要制造出强度和精细度更好的构型,这样才能约束其中的流体,否则我们现有的材料无法承受如此高的温度环境。

  磁感应强度由一个叫特斯拉的单位来衡量,大型强子对撞机加速磁铁的磁场大约在8特斯拉,国际热核实验反应堆使用的磁场将达到13.5特斯拉,如此强大的磁场一般在磁悬浮领域也有所应用,但是其使用的标准显然没有国际热核实验反应堆来得严格。科学家使用磁场来约束高温等离子环面的行为,将线圈围绕起来让磁场能均匀分布,这些高温物质会在磁场的约束下参与核聚变反应,这样的超级机器也被称为托卡马克,依靠磁场来约束聚变物质和反应进行的环形容器。

  目前世界上能制造托卡马克装置的国家不多,美、日、欧在这方面处于领先地位,我国也建造了超导托卡马克装置,旨在验证使用氚进行核聚变的可行性,如果核聚变装置能研发成功,那么世界上的能源问题可得到很大程度上的缓解。事实上,核聚变是宇宙中最常见的能量制造形式,没有掌握可控核聚变技术实在无法称得上是智慧文明

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