1月20日,我国人工太阳东方超环(EAST)发明了新的世界纪录:完成了1亿度高温等离子体1066秒的安稳运转,超越了该设备2023年发明的403秒纪录,遥遥领先全球其他同类设备一个数量级(70-100秒)。这一打破让咱们离可控核聚变的愿望更近了一步,但终究还有多远呢?
要完成核聚变,需求满足高的等离子体密度(n)、满足高的温度(T)和满足长的能量束缚时刻(τ)。这三个参数的乘积有必要超越一个临界值,大约是3x10^21千电子伏特·秒/立方米,这便是闻名的劳森判据。
那么在托卡马克设备中,要让三重积到达临界值,最重要的参数是哪一个呢?毫无疑问是束缚时刻!这也是这次打破的含义地点,也是我国人工太阳遥遥领先国际水平的要害。
这是由于在托卡马克设备中,等离子体密度首要受限于磁场强度,这是设备规划决议的,没有大的提高空间。
温度需求维持在约1亿度的适宜范围内,由于太高会带来更多的辐射丢失,添加不安稳性,并或许损坏设备。而且劳森判据指出,三重积对温度依赖性很弱,仅为T^(-1/3),浅显来说,便是温度翻倍,所需三重积仅削减约20%。
而束缚时刻首要受限于咱们的等离子体操控技能,理论上无明显的物理上限,所以存在很大的提高空间。这便是怎么回事EAST这次把束缚时刻从此前的411秒提高到1066秒如此重要——它在可提高最大的维度上取得了重大打破。
这就像是在玩一个大型多人在线游戏:在适宜的温度(玩家水平)和密度(玩家人数)下,束缚时刻(服务器安稳时刻)越长,核聚变反响产生的时机就越大。但咱们还无法精确猜测在什么样的条件下,这个概率会到达一个明显的水平,是3000秒,10000秒,仍是这个人工太阳的“三体运动”压根儿无解,人工太阳根本就无法完成?
这仍然是一个谜,这也是为什么全世界的科学家都在注重每一次打破,由于每一次发展都或许带来要害的启示。
EAST这次的成果,证明了咱们在应战这个概率游戏时,至少把握了怎么让游戏持续运转的技能。下一步,科学家们将持续探究怎么在这个安稳运转的基础上,逐渐优化其他参数,直到终究完成可控核聚变的终极目标。