麻省理工學院的阿爾卡特C-Mod裝置內部(圖片來源:科技日報)

據美國麻省理工學院官方網站消息,該校科學家在阿爾卡特C-Mod(Alcator C-Mod)托卡馬克聚變反應堆實驗中創造出新的世界紀錄,等離子體壓強首次超過了兩個大氣壓。鑒于高壓等離子體是實現可控核聚變的關鍵因素,這意味著人類距獲得“取之不盡用之不竭”的清潔能源又近一步。

核聚變會產生威力巨大的能量,但要為我們所用,就必須使其在人為控制下進行,掌握其速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。

托卡馬克(Tokamak)就是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器。在麻省理工學院服役23年的阿爾卡特C-Mod實驗裝置曾在2005年制造了1.77個大氣壓的世界紀錄。此次,該裝置的等離子體壓強達到2.05個大氣壓,其中等離子體每秒發生300萬億次聚變反應。新紀錄在該裝置以往成績的基礎上提高了15%,對應的溫度達到3500萬攝氏度,約是太陽核心溫度的兩倍。

阿爾卡特C-Mod是世界唯一的緊湊型強磁場核聚變托卡馬克裝置。其高強度磁場可達8特斯拉,相當于16萬倍地球磁場,而其離子體壓強比其他托卡馬克裝置至少高70%。

但在2012年,該裝置的主管部門美國能源部決定,出于國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)的預算壓力,在國會最后一筆為期3年的資助到期后,阿爾卡特C-Mod裝置必須關閉。不過,它在收官之戰中表現異常精彩,創下磁場約束高溫等離子體壓強的最新紀錄,且這一紀錄或將保持十數年之久——據報告稱,ITER裝置預計會在2032年以2.6個大氣壓全面運作。

據稱,團隊成員不會將設備的關閉視為研究的結束,此次的關鍵技術在于高強度磁場,C-Mod最后的完美表現可以證明高強度磁場核聚變領域的強勁勢頭。

總編輯圈點

美國的可控核聚變實驗領先全球,不光托卡馬克裝置破了紀錄,而且用激光來擠壓的“國家點火裝置”也在前進。當然,穩定人造小太陽的誕生還是遙遠的事。以上實驗主要還是為等離子體和激光研究提供平臺。小太陽得多少年實現?等ITER運行了再說吧。目前看,任何一個國家都單干不出來。(記者 張夢然)