韩核融合突破创世界记录,人工太阳1亿度维持20秒

当地球上打造一颗能量媲美恒星的电厂,这是各国科学家竞相追逐的能源里程碑。最近被称为“韩国太阳”的韩国核融合反应炉KSTAR迈出一大步,离子电浆温度已经成功加热到一亿度,并维持20秒,创下世界首例。

上月24日,韩国核融合研究所(KEF)的超导托卡马克核融合KSTAR,在与首尔国立大学(SNU)、美国哥伦比亚大学联合研究下,成功将离子电浆温度加热到一亿度,比太阳中心温度高七倍,并维持达20秒,创下新里程碑。

以过去经历来看,2018年仅能维持1.5秒、2019年则是延长2倍以上达到8秒,更在今年维持20秒,虽然离最后目标300秒还要一段时间,但这已经写下世界记录。目前世界上有多国正在研究核融合技术,但至今都还没有团队将电浆温度维持10秒以上,这也是正常导电设备的极限,难以在如此高温下长时间维持稳定状态。

而韩国在2020年的实验中,改善去年研发的内部传输障壁(Internal Transport Barrier,ITB)模式性能,并成功延电浆稳定状态,克服了现有挑战。其中内部传输障壁是指离子或电流传输放射状地局部缩减,目前主要是通过外部设备来修改电流形态,盼改善电浆限制和稳定性,并驱动额外的自举式电流。

虽然没有明说方法,但目前KSTAR声称已ITB缺点,成功提高电浆稳定性。KSTAR研究中心主任Si-Woo Yoon表示,实现核融合发电的其中一项关键为长时间将电浆维持在1亿度,目前KSTAR已成功延长到20秒,在这场核融合竞赛中,更是一个重要的转折点。

哥伦比亚大学Young-Seok Park博士表示,通过有效地加热核心电浆,将离子温度达到1亿度如此长的时间,也证明了KSTAR设备的独特性,成为将来高性能、稳定融合电浆的技术基础。

(首图来源:Michel Maccagnan,CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)