在运营的最后一天，麻省理工学院的托卡马克创下了新的世界血浆压力记录

麻省理工学院的 科学家和工程师打破了自己的等离子压力世界纪录，等离子压力是托卡马克中聚变产生能量的关键组成部分。Alcator C-Mod核反应堆的结果是2.05个大气压，比上一个高15％。

该实验是在Alcator C-Mod运行的最后一天-2016年9月23日进行的。项目融资已完成。 Alcator C-Mod反应器已在MIT运营了23年，在此期间，它多次在托卡马克中创下等离子体压力记录。前一个是在1.77个大气压下于2005年建立的。

C-mod是世界上唯一可以通过感应8特斯拉来产生磁场的紧凑型热核聚变反应堆，其强度是地球磁场的16万倍。它使您可以创建密集的热等离子体，该等离子体可以在8000万摄氏度以上的温度下保持稳定。

为了达到创纪录的效果，麻省理工学院的研究人员创造了一个5.7特斯拉磁场。这足以将等离子体加热到3500万摄氏度-该温度是太阳芯温度的两倍。加热等离子体需要4兆瓦的能量。在实验期间，血浆中每秒发生300万亿次合成反应。

罗彻斯特大学工程力学与天文学系教授里卡多·贝蒂（Riccardo Betty）说：“这一结果证实，使用C-Mod Alcator等强磁场托卡马克可以最好地实现燃烧等离子体所需的高压。”除了麻省理工学院的物理学家之外，普林斯顿等离子体物理实验室，橡树岭国家实验室和通用原子实验室的科学家也参与了该实验的组织。

“这是一项非凡的成就，突出了麻省理工学院非常成功的Alcator C-Mod计划。创纪录的血浆压力正在接近融合的实际能量，” 普林斯顿等离子体物理实验室前副主任戴尔·米德（Dale Mead）说，他没有直接参与实验。


为了使热核聚变反应成功地在地球上进行，您需要学习如何在高压下以一定体积将托卡马克中的热（5,000万度以上）等离子体保持稳定状态。因此，到目前为止，麻省理工学院的科学家一直特别关注此变量。他们的托卡马克在压力方面领先，而很少关注其他两个变量-体积和温度。麻省理工学院的员工相信，如果全世界的科学家都能解决压力问题，那么就有可能说，获得热核能源的途径中有2/3已经被涵盖了。



热核聚变与太阳肠内发生的过程相同。实际上，恒星是自然的热核反应堆。合成过程中释放的能量足以发出强大的光和粒子流。如果在地球上能够重现两个轻原子核能克服重击力而结合成一个较重原子核的条件，那么从长远来看，人类将有能力取代传统的核电站。该解决方案具有很多优点。主要燃料成分-氘和tri-是从水和锂中提取的。氘将使我们持续数百万年，锂将持续数百年。此外，发电厂将更安全。反应空间中的燃料密度将非常低：每1000立方米1克氘/ tri燃料。任何故障都会使血浆冷却并停止反应，并且反应过程中获得的氘，锂和氦气不会放射性。只有tri是危险的，但其半衰期仅为12.6年。它将被生产并用于核反应堆，因此核电厂的设计将采用避免其释放的方式进行设计。最后，在未来的发电厂中，无需乏核燃料即可产生能源。这就是为什么尽管这一过程可能要花费十几年的事实，但全世界的科学家仍为实现该目标付出了巨大的努力。它将被生产并用于核反应堆，因此核电厂的设计将采用避免其释放的方式进行设计。最后，在未来的发电厂中，无需乏核燃料即可产生能源。这就是为什么尽管这一过程可能要花费十几年的事实，但全世界的科学家仍为实现该目标付出了巨大的努力。它将被生产并用于核反应堆，因此核电厂的设计将采用避免其释放的方式进行设计。最后，在未来的发电厂中，无需乏核燃料即可产生能源。这就是为什么尽管这一过程可能要花费十几年的事实，但全世界的科学家仍为实现该目标付出了巨大的努力。

如今，主要的障碍是一个事实，即反应堆消耗的能量超过了产生的能量。在热等离子旋转期间，会出现短时闪烁，托卡马克无法长时间忍受。法国托卡马克在2003年创下的纪录是6分30秒。理想情况下，您需要创建一个可以产生自持等离子体的反应器。因此，包括俄罗斯，美国，中国和欧盟在内的35个国家正在投资在法国建造ITER反应堆，这将解决这一问题。同样对建设感兴趣的美国政府决定放弃Alcator C-Mod融资，转而支持ITER。实际上，在实施该项目时，使用了最重要和最重要的成就，这些成就是在C-Mod的设计和材料中实现的。



现在，麻省理工学院的核聚变小组将尝试使用新型高温超导体，这些超导体可以产生更强的磁场，而无需加热和消耗电力。这些超导体应构成270兆瓦经济实惠耐用型紧凑型反应堆设计的基础。据估计，ARC将能够产生与ITER相同数量的能量，但其大小仅为ITER的一半。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN398453/