最大仿星器创下核聚变关键指标新纪录

 

科技日报北京6月4日电 （记者张梦然）德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所（IPP）团队3日宣布，在此前结束的任务期间，Wendelstein7-X（W7-X）实验项目创下了一项新的世界纪录：成功地维持了长等离子体放电三重积长达43秒的新峰值。这标志着W7-X超越了其他类型的磁约束装置在这方面的表现，同时，该成果也为未来聚变电站的发展提供了重要技术支持。相关研究发表于美国科学促进会网站。

由IPP运行的W7-X实验项目是目前世界上规模最大的仿星器装置实验，旨在验证仿星器设计能否达到理论预期的高效性能。

在人类追求聚变发电的征途上，仿星器被视为最具潜力的概念之一。它通过融合轻原子核来产生能量，而这一过程需要在等离子体的状态下进行——这是一种被加热至数千万摄氏度的电离气体。仿星器利用复杂的磁场将这种高温等离子体限制在一个环形真空室内，以实现核聚变所需的条件。而三重积，被认为是可控核聚变的一条“及格线”。只有三重积达到一定阈值，核聚变才能自持燃烧，步入实用化阶段。

W7-X与托卡马克装置相比，尽管后者拥有相对简单的结构和广泛的研究基础，在历史上也取得了一定的三重积值，但它们的等离子体持续时间通常仅为几秒钟。而在维持更长等离子体持续时间方面，W7-X展现出明显的优势。此次新成就也得益于美国橡树岭国家实验室开发的一种新型颗粒喷射器，该设备能够向等离子体中注入冷冻氢颗粒，从而实现长时间的等离子体维持。

通过精确控制微波加热和颗粒注入之间的平衡，团队首次实现了按预编程的脉冲频率，成功操作将颗粒注入。这一进展对未来的聚变反应堆具有直接的意义，可能使等离子体持续时间大幅延长。更重要的是，该实验还见证了超过2000万摄氏度的等离子体温度，峰值达到了3000万摄氏度，进一步证明了仿星器技术在实现可控核聚变方面的巨大潜力。

该成果意味着向实用化聚变电站迈出的重要一步，为全球能源供应开辟了新的前景。

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