德國的 W7-X 之後,中國科學家宣稱其核融合反應產生持續 102 秒的氫電漿

作者 | 發布日期 2016 年 02 月 09 日 5:05 | 分類 核能 , 能源科技 follow us in feedly

位於德國的全球最大仿星器核融合裝置文德爾施泰因 7-X(Wendelstein 7-X,W7-X)於 2月初成功將氫氣加熱到攝氏 8,000 萬度,並產生持續四分之一秒的氫電漿,當時對科學家來說,這項成功已是相當巨大的里程碑。不過,最近中國物理學家宣稱成功將氫氣加熱到攝氏近 5,000 萬度,且產生持續長達 102 秒的氫電漿。



中國合肥物質科學研究院科學家利用其「先進超導托卡馬克實驗裝置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,EAST)」將氫氣加熱到攝氏近 5,000 萬度,所產生的氫電漿維持長達 102 秒,其所持續的時間,相較於近年來的核融合反應實驗來說,著實相當驚人。

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在核融合反應中,若要產生能量,極高的溫度絕對是必須的。舉例來說,太陽的中心溫度可達攝氏 1,500 萬度,在這個溫度下,透過「量子穿隧效應」的協助,最輕的元素、氫與氦原子能量受到激發,達到夠高的「燃燒溫度」,便會開始碰撞、熔合,釋放出能量及產生較重的元素,而在這種溫度下,電漿(plasma)便形成了。

接著的重點便在於,是否能維持足夠長的時間,假如我們能夠成功產生與控制氫電漿的持續時間,等於有能力駕馭使太陽發光發熱的巨大能量。

在中國科學家的這項核融合反應之前,德國的仿星器核融合反應爐 W7-X,曾在 2015 年 12 月成功將氦氣樣品加熱到攝氏 100 萬度,產生瞬間閃過十分之一秒的氦電漿,接著,在本月初,研究團隊成功將放入反應爐內的氫氣樣品加熱到攝氏 8,000 萬度,並產生持續四分之一秒的氫電漿。

負責 W7-X 核融合反應的研究團隊曾表示,理想的核融合反應溫度是攝氏 1 億度,而這也是中國團隊原先預期要達到的溫度,但最終只能加熱到將近攝氏 5,000 萬度。中國科學家的最終目標是要達到 1 億度,並持續氫電漿長達 1,000 秒或 17 分鐘,至於德國團隊,則是要持續氫電漿至 30 分鐘,雖然就目前的實驗結果來看,兩個團隊距離目標都有相當長一段距離有待努力,但已替人類的核融合反應科技立下了階段性的里程碑。

不過,目前中國團隊的實驗結果僅來自於該研究團隊對外的宣稱,尚未有明確的文件或報告詳細說明,在相關論文或具體資料出現前,這項實驗結果的真實性依然有待確認。

 

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