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與美國相比,我國的“人造太陽”現在處于什么水平?我們選擇“兩條腿”走!

【與美國相比,我國的“人造太陽”現在處于什么水平?我們選擇“兩條腿”走!】實現人造太陽的途徑目前有兩個 , 一個是激光束縛聚變,一個是磁束縛核聚變 。
激光束縛聚變的典型代表就是上文提到的國家點火裝置,具體原理是通過將外部激光增強到幾千萬億倍聚焦到直徑為1毫米的氘氚小丸上,瞬時產生壓力超過1000億個大氣壓、1億度的高溫,進而引發核聚變 。

與美國相比,我國的“人造太陽”現在處于什么水平?我們選擇“兩條腿”走!

文章插圖
磁束縛核聚變的具體應用為托卡馬克裝置 , 通電后托卡馬克內部會產生巨大的螺旋型磁場,將懸浮其中的等離子體加熱到一個較高溫度,終究引發核聚變 。
相對激光裝置,托卡馬克裝置結構簡單、操作力強 , 所以很多國家選擇了這一線路,比如韓國的KSTAR、日本的新一代熱核聚變實驗裝置JT-60SA,我們中國有了兩個,一個是位于安徽合肥的東方超環和位于都的環流器1號,前者研究等離子體束縛時間,后者重點在高密度、高溫度下等離子體參數 。
事實上,我們中國在托卡馬克裝置的核聚變領域研究處于世界領先水平 。2021年12月我國合肥東方超環實現了1056秒長脈沖高參數等離子體運行 , 是之前保持記錄的2倍還多 。
2022年10月中國新一代“人造太陽”HL-2M等離子體電流突破100萬安培,而等離子體電流達到100萬安培(1兆安)是實現聚變能源的前提條件!這意味著我國為實現可控核聚變邁出了重要一步 。
其實我們不光壓住了磁束縛核聚變,在激光束縛聚變上也獲得了較大成績 。NIF使用的間接點火,我國激光聚變裝置是直接點火 。據我國中科院院士張杰流露,直接點火這類“快點火”方式比間接點火能耗可下落10倍,潛力巨大 。
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