韩国核聚变技术突破世界纪录,超过1亿度的人工太阳还能维持20 秒

一直以来世界各国都想在地球上打造一颗能量可以媲美恒星的核电厂,这是各国科学家都想追求的一个能源里程碑。好消息是最近被称为「韩国太阳」的韩国超导托卡马克核聚变装置KSTAR 已迈出一大步,他们的等离子体温度已经成功加热到一亿度,并维持20 秒的时间,创下世界首例,韩国这次的聚变反应堆刷新了一项世界纪录,甚至还超越了太阳核心的温度。

核聚变指的是较轻原子核在一定条件下(如超高温和高压)结合成较重原子核,过程中会释放巨大能量。例如,在太阳中心就存在这种反应,每一秒钟,太阳中心温度1500万摄氏度的高温会将6.2亿吨氢聚变为6.16亿吨氦,剩下的0.04亿吨则转化为能量,向太阳系散发光和热。

韩国核聚变技术突破世界纪录,超过1亿度的人工太阳还能维持20 秒插图1

最终目标为 300 秒

以过去经历来看,KSTAR在2018 年的时候仅能维持1.5 秒、2019 年则有进步延长到2 倍以上达到8 秒的纪录,而在短短的时间内也就是今年年底创下了维持20 秒的新纪录,虽然离他们的最终目标300 秒还有一段距离,但维持20 秒早已超越许多国家,目前世界上虽有多国正在研究核聚变的技术,但至今都还没有团队能将等离子体温度维持10 秒以上,这也是正常导电装置的极限,难以在如此高温下长时间维持稳定状态。

而今日韩国超导托卡马克先进研究团队(KSTAR)在国立首尔大学和哥伦比亚大学的帮助下完成了这项研究。KSTAR研究中心主任尹思宇声称:「这次的成就可以确保长期高性能等离子体运行技术竞赛中的一个重要转折点。」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,并成功延等离子体稳定状态,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,目前主要是透过外部装置来修改电流型态,盼改善等离子体限制和稳定性,并驱动额外的自举式电流。

中国人造太阳达到 1.5 亿度

另外今年12月中国成都也在他们的人造太阳上首次放电,并达到1.5 亿度高温;而今年7 月美欧中印日俄韩等35 国共同出资打造世界上最大的国际热核聚变实验堆计划(ITER)。核聚变的人造太阳装置一直是实现人类使用干净能源的终极目标,韩国聚变能源研究所负责人表示,自KSTAR装置2008年开始运行以来,平均每年进行2000至3000次试验,经过10年25860次实验才取得这一成果。

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