2025年2月19日


新世界纪录! EAST1亿度燃烧1000秒 背后有哪些黑科技(一)

《四平日报》(2025年2月19日) 08版

如果有一天,你可以利用随手捞起的一杯海水提供的能量,来点亮整个城市的灯光,你会不会觉得这像是神话?但在科学家眼中,这并不是遥不可及的梦想,而是“人造太阳”——可控核聚变技术为人类描绘的未来。

就在刚刚过去的1月20号,这样的未来离我们又更近了一些。中国的“人造太阳”,全超导托卡马克核聚变实验装置EAST,在安徽合肥首次完成了1亿摄氏度1000秒的“高质量燃烧”,创造出了一个全新的世界纪录。

可1亿摄氏度、1000秒高质量燃烧,到底是一个怎样的概念?就好比获得一团相当于太阳核心温度的等离子体,并让它稳定燃烧超过16分钟,相当的不可思议。这意味着,我国向实现聚变发电又迈进了一步。

要知道,维持这团等离子体稳定燃烧并不容易。它就像一只桀骜不驯的野兽,稍有不慎就会失控。为了驯服它,科学家不仅需要“笼子”,还需要“缰绳”。其中的“笼子”就是我们今天的主角——托卡马克装置,它用强大的磁场来把这团超高温等离子体锁在其中,为原子核创造出能够“拥抱”在一起的条件,从而可以在聚变后释放出巨大的能量;而“缰绳”则是专门用来在其中与极端条件对抗的高约束运行模式,有了它,咱们的人造太阳才会持续稳定发光。

那究竟什么是“高约束运行模式”呢?简单说,它是一种极高效率的等离子体运行方式。在这种模式下,等离子体内部的能量和粒子能被更有效地约束,维持更高的温度和密度,为核聚变反应提供了更为理想的环境。你可以想象一个“装满蒸汽的高压锅”,高约束模式就是在“锅盖”内壁形成了一层“蒸汽护罩”,将能量更好地困在内部,防止外泄。

然而这个防护罩并不是天然存在的,它是由科学家用精密的磁场调控“设计”出来的。它的出现,曾经被誉为托卡马克研究的一次革命,但要维持它则极为困难。因为它面临至少三大挑战,这三个挑战都是什么?下期的科普之翼咱们再接着聊。

(来源:科普之翼)