
韩国国家核融合研究所(KFE)再报喜,所研发的托卡马克核融合设备KSTAR成功让摄氏1亿度高温电浆维持30秒,而韩国最终目标是将电浆维持300秒,希望可以在2026年完成目标。
核融合就是会出现在科幻电影中,距离现实还很遥远的理想零碳排清洁能源,在高温与高压下将氢原子等较轻原子经过融合反应成为较重的原子核,释放出大量能量。
目前许多国家都希望能当地球上打造一座能量媲美太阳的核电厂,通过核融合技术完成能源里程碑,其中又以由美国、欧洲、中国、印度、日本、俄罗斯、韩国等35国共同出资打造的国际热核融合实验反应炉(ITER)最为知名。
但目前科学家仍难以重现核融合反应,好比太阳核心温度达摄氏1,500度,每秒会发生6.2亿吨氢的核融合,如果要当地球打造核融合电厂,电浆温度得达到1亿度,使原子核和电子分开产生电浆。
KSTAR位于韩国大田研究基地,由KFE与首尔大学、美国哥伦比亚大学合作研发,同时也是国际热核融合实验反应炉(ITER)研究的一部分。KSTAR于2007年落成,2008年投入运行并成功产生初始电浆体,2016年将电浆加热至摄氏5,000万摄氏度并维持70秒,虽然记录在2017年被中国全超导托卡马克核融合实验设备(EAST)的102秒超越,但KSTAR在2018年成功将离子电浆温度提升到1亿度。
尽管只维持短短1.5秒,不过随后2019年延长到8秒、2020年成功维持20秒,创下了世界记录。研究所指出,通过提高设备的加热性能和优化磁场条件,团队得以进一步加强电将控制技术,拼2026年(已延迟一年)也将借由升级电源、以及防止内壁温渡过高的钨分流器,将电浆维持时间延长到300秒。
(首图来源:Michel Maccagnan,CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons)