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黑科技:5000万℃高温容器竟与超低温-269℃同时共存News

黑科技:5000万℃高温容器竟与超低温-269℃同时共存
发布时间:2017-10-23 点击次数:667次

“东方超环”在全球实现了5000万摄氏度等离子体持续101.2秒的长时间放电,再次创造了人类可控核聚变研究的新高度。,实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行(相当于稳定“燃烧”了上百秒),创造了新的世界纪录。

5000万℃高温

要发生可控核聚变,必须将反应堆维持在上亿度的高温,只有在此条件下,注入的氚和氘的布朗运动才会变得超级剧烈,或者说是狂暴,此时氘和氚的原子核才会碰撞在一起,发生核聚变,产生一个氦核和一个中子,同时放出巨大的能量。 不幸的是,迄今为止,人类发明的zui耐热的材料,也只能忍受数万摄氏度的温度

研究核聚变便归结为一个简单的问题:用什么东西约束住可控核聚变发生时的超高温物质?

磁场!这是科学家们异口同声的答案。利用磁场约束住上亿度的等离子体,让这团等离子体“悬浮”于磁场之中,这样,就不需要耐高温容器了。在这团受约束的超高温等离子体中源源不断地注入氚和氘,人类就可以实现可控核聚变了!

需要的磁场就越大,而磁场越大,需要的电流也越大,这简直就是水和面问题的翻版。但是,由于磁场线圈电阻的存在,使得电流增加到一定程度时,线圈的损耗会急剧增加,甚至会烧坏线圈。这个缺点差点判了托卡马克装置死刑,直到超导技术的出现,才解决这一问题。

东方超环还*次采用了非圆形垂直截面,在不增加环形直径的前提下增加了反应体的体积;*次采用了液氦无损耗的超导体系,实现了液氦这种昂贵冷却剂的利用;同时还是世界上*个拥有主动冷却结构的托卡马克装置。

非圆形垂直截面

液氩:在2.18K时会有明显的性质改变,如获得超导性、超流性。

低温超导体的临界转变温度zui高为30KM,因此必须在液氦(零下269℃)温度下工作。
虽然实验中高温没有直接接触容器,但温度辐射也是相当大,因此主动冷却结构在此成为本次实验成功的一大亮点。

热传导

可以回想一下纸船煮水,热传导的原理。因此5000万摄氏度燃烧100多秒,就是消耗掉多少制冷剂,而液氮(零下196摄氏度)无论从价格,来源还是制备都比液氦具有大得多的优势。

液氮罐知名集成商上海京灿为中国发展点赞,加油。

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