一億度維持了20 秒

一直以來世界各國都想在地球上打造一顆能量可以媲美恆星的核電廠,這是各國科學家都想追求的一個能源里程碑。好消息是最近被稱為「韓國太陽」的南韓核融合反應爐 KSTAR 已邁出一大步,他們的離子電漿溫度已經成功加熱到一億度,並維持 20 秒的時間,創下世界首例,韓國這次的聚變反應堆刷新了一項世界紀錄,甚至還超越了太陽核心的溫度。

核聚變指的是較輕原子核在一定條件下(如超高溫和高壓)結合成較重原子核,過程中會釋放巨大能量。例如,在太陽中心就存在這種反應,每一秒鐘,太陽中心溫度1500萬攝氏度的高溫會將6.2億噸氫聚變為6.16億噸氦,剩下的0.04億噸則轉化為能量,向太陽系散發光和熱。

最終目標為 300 秒

以過去經歷來看,KSTAR在2018 年的時候僅能維持 1.5 秒、2019 年則有進步延長到 2 倍以上達到 8 秒的紀錄,而在短短的時間內也就是今年年底創下了維持 20 秒的新紀錄,雖然離他們的最終目標 300 秒還有一段距離,但維持 20 秒早已超越許多國家,目前世界上雖有多國正在研究核融合的技術,但至今都還沒有團隊能將電漿溫度維持 10 秒以上,這也是正常導電裝置的極限,難以在如此高溫下長時間維持穩定狀態。

而今日韓國超導托卡馬克先進研究團隊(KSTAR)在國立首爾大學和哥倫比亞大學的幫助下完成了這項研究。KSTAR研究中心主任尹思宇聲稱:「這次的成就可以確保長期高性能等離子體運行技術競賽中的一個重要轉折點。」南韓在 2020 年的實驗中,改善去年研發的內部傳輸障壁(Internal Transport Barrier,ITB)模式性能,並成功延電漿穩定狀態,克服了現有挑戰,其中內部傳輸障壁是指離子或電流傳輸放射狀地局部縮減,目前主要是透過外部裝置來修改電流型態,盼改善電漿限制和穩定性,並驅動額外的自舉式電流。

中國人造太陽達到 1.5 億度

另外今年12月中國成都也在他們的人造太陽上首次放電,並達到 1.5 億度高溫;而今年 7 月美歐中印日俄韓等 35 國共同出資打造世界上最大的國際熱核融合實驗反應爐(ITER)。核融合的人造太陽裝置一直是實現人類使用乾淨能源的終極目標,韓國聚變能源研究所負責人表示,自KSTAR裝置2008年開始運行以來,平均每年進行2000至3000次試驗,經過10年25860次實驗才取得這一成果。

圖片來源:KSTAR

資料來源:VICTOR TANGERMANN(2020,DECEMBER 28).KOREAN “ARTIFICIAL SUN” FUSION REACTOR SETS NEW WORLD RECORD. Futurism

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