TAE首次实现读取磁约束氢硼核聚变的数据

TAE首次实现读取磁约束氢硼核聚变的数据该装置被设计为维持3000万°C（5400万°F）的等离子体，但它已经突破了7500万°C（1.35亿°F）。今天，TAE正在庆祝在备受尊敬的《自然-通讯》杂志上发表了一篇经同行评审的论文，团队记录了世界上首次对磁约束等离子体中的氢硼聚变的测量。这句话高度具体是有原因的；作者指出，H-B核聚变已经在激光产生的等离子体和粒子加速器中通过束靶聚变进行了测量。但是这些环境并不能告诉TAE关于H-B核聚变及其产物在磁约束等离子体中如何表现和扩散，就像他们将在反应堆中使用的那些。日本国家聚变科学研究所的大型螺旋装置--一个大型超导恒星仪NIFS这些实验是作为与日本国家聚变科学研究所（NIFS）合作的一部分进行的，该研究所拥有世界上最大的超导等离子体约束装置和世界上第二大的恒星仪：大型螺旋装置，或LHD。它不是专门为追求氢硼核聚变而设计的，但该项目利用了LHD已经具有向等离子体中注入硼或氮化硼的系统这一事实。一般来说，注入硼是为了调节安全壳的壁，清除杂质，减少湍流，改善等离子体的封闭性，并提高等离子体的电子密度--但该团队意识到，硼也积累在等离子体的中间，其密度足以使高能质子射入等离子体时产生可测量的氢硼聚变。因此，TAE组装了一个系统，基于钝化植入式平面硅（PIPS）探测器，以检测LHD室中H-B核聚变产生的α粒子（或氦核）。果然，当硼注射和高能质子束同时开启时，PIPS机器检测到了超过150倍的α粒子脉冲。实验装置中的高能质子击中硼粉粒子TAE技术公司首席执行官MichlBinderbauer说："这项实验为我们提供了大量的数据，并表明氢硼在公用事业规模的聚变发电中占有一席之地。我们知道，我们可以解决手头的物理挑战，并向世界提供一种变革性的无碳能源新形式，这种能源依赖于这种无放射性的丰富燃料。"这种性质的研究将继续进行，希望能找到增加核聚变收益的方法，以及其他方面。而且，TAE将继续迭代自己的设备，计划在"十年中期"推出"哥白尼"反应堆，TAE预计该反应堆将能够获得比运行所需更多的能量。到2030年代初，该公司预计其"达芬奇"机器将启动和运行，它说这将是世界上第一个H-B核聚变发电厂原型，与电网连接并提供电力。该论文在《自然通讯》杂志上公开发表。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347117.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347117.htm

新型钨反应堆让核聚变更接近现实

新型钨反应堆让核聚变更接近现实对于那些不熟悉托卡马克的人来说，它本质上是一个甜甜圈形状的装置，利用强大的磁场来容纳和控制等离子体--一种极热、带电的气态混合物，对于复制恒星中的聚变反应至关重要。由法国替代能源和原子能委员会（CEA）运营的WEST（稳态托卡马克中的钨环境）反应堆处于这项研究的最前沿。这一突破取决于钨的使用，钨是灯泡灯丝中常见的灰白色金属。这种金属以其卓越的耐热性能而著称，能使等离子体达到难以置信的高温和高密度，而不会导致腔壁熔化。在创纪录的运行过程中，研究小组向WEST注入了1.15千兆焦耳的能量，使等离子体在大约5000万摄氏度的高温下持续燃烧，其温度是太阳核心温度的三倍多。普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）提供了专门的X射线诊断工具，用于精确测量WEST内的强等离子体条件，在这一成就中发挥了至关重要的作用。据普林斯顿等离子体物理实验室的路易斯-德尔加多-阿帕里西奥（LuisDelgado-Aparicio）说："等离子体聚变界是最早利用混合光子计数技术监测等离子体动态的机构之一。"法国原子能委员会科学家泽维尔-利塔乌东（XavierLitaudon）解释了为什么钨托卡马克的这一成就是如此重大的突破。"我们需要提供一种新的能源，而且这种能源应该是持续和永久的"。核聚变可以成为改变游戏规则的能源--一种几乎取之不尽、用之不竭的清洁能源，没有任何放射性废物或碳排放。然而，要实现自持聚变反应，使其产生的能量大于消耗的能量，是一项巨大的挑战。从超高温等离子体中提取比启动和维持核聚变过程所需更多的能量，需要极高的温度和极长的约束时间。这就是为什么最近在WEST取得的突破如此令人期待。正如协调该实验的雷米-杜蒙（RemiDumont）简明扼要地指出的那样--"一个惊人的结果"。虽然人类的核聚变能源梦想还需要数年或数十年的时间才能实现，但像这样的里程碑式事件表明，我们正在一步步地接近它。主要的参与者也在加倍努力实现核聚变的承诺。微软公司与Helion公司合作，计划在2028年之前开发出商业核聚变技术，而日本则在去年推出了大型JT-60SA托卡马克反应堆--一个六层楼高的庞然大物，旨在破解核聚变约束难题。与此同时，扩大这种新型钨反应堆的规模，可以使人们期待已久的核聚变未来更加清晰。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430758.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430758.htm

中核集团：中国掌握可控核聚变高约束先进控制技术

中核集团：中国掌握可控核聚变高约束先进控制技术8月25日下午，新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新我国磁约束聚变装置运行纪录，突破了等离子体大电流高约束模式运行控制、高功率加热系统注入耦合、先进偏滤器位形控制等关键技术难题，是我国核聚变能开发进程中的重要里程碑，标志着我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。 为实现聚变能源，需要提升等离子体综合参数至聚变点火条件。磁约束核聚变中的高约束模式（H模）是一种典型的先进运行模式，被选为正在建造的国际热核聚变试验堆（ITER）的标准运行模式，能够有效提升等离子体整体约束性能，提升未来聚变堆的经济性，相较于普通的运行模式，其等离子体综合参数可提升数倍。——

全球首个全高温超导核聚变实验装置来自两家中国公司

全球首个全高温超导核聚变实验装置来自两家中国公司磁约束聚变装置结构目前，可控核聚变的技术路线大体有三种，分别是重力场约束核聚变，激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变。现今，磁约束核聚变研究中，托卡马克是已发展的最有希望利用热核聚变发电的技术方案，也被誉为“人造太阳”。托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，它的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈，在通电时内部会产生巨大的螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。聚变发电全高温超导核聚变装置属于托卡马克技术路线，它的全部磁体系统，均采用高温超导材料建造，探索紧凑型高约束先进托卡马克运行模式。届时，将成为全球首台建成运行的全高温超导托卡马克装置，率先在完整装置层面验证全高温超导托卡马克技术路线的工程可行性。磁约束等离子体示意图氘氚聚变反应据上观新闻，还记得科幻电影《流浪地球2》中推动地球的行星发动机吗？它所利用的可控核聚变技术，正是科学家们多年来孜孜以求的。“如果实现可控核聚变，人类就可以拥有源源不断的清洁能源。”2月22日，中国工程院院士、全超导托卡马克核聚变实验装置牵头人李建刚在“墨子沙龙”作主旨演讲。图片来源：《流浪地球2》宣传海报随着人类对能源的需求越来越大，化石能源在未来两三百年可能面临消耗殆尽。当化石能源枯竭，未来如何维持？人类的终极能源是什么？“国际能源署曾组织全世界3000个科学家为之讨论了3年，我也是其中之一，最后大家得出一个结论：人类的终极能源=80%核聚变+20%可再生。”李建刚说。为何是核聚变而不是核裂变？核裂变的原料铀、钍、钚三类元素在自然界中含量极少，仅澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯储量较多。核裂变时产生的各种射线会对人体产生伤害，放射性物质对周围环境也会造成污染。“星际旅行也要依靠核聚变才能实现。”李建刚介绍了核聚变的几大优势：首先，原料储量大。氘-氚聚变反应被认为相对容易实现，海水中蕴藏了约40万亿吨的氘，可用一百亿年。其次，氘-氚聚变反应的产物，无排放无污染，对环境是友好的。第三，核聚变反应具有“固有安全性”。“所谓固有安全性，意味着它什么时候都是安全的，就算发生事故，随时都可以停下来。”另据新华社，4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（east）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现聚变发电具有重要意义。这是实验成功后的全超导托卡马克核聚变实验装置（east）控制大厅（4月12日摄）。新华社记者黄博涵摄“这次突破的主要意义在于‘高约束模式’。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说，高约束模式下粒子的温度、密度都大幅度提升，“这为提升未来聚变电站的发电效率，降低成本奠定了坚实物理基础。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369711.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369711.htm

利用恒星的力量：EPFL在聚变能研究领域已走过30年

利用恒星的力量：EPFL在聚变能研究领域已走过30年如今，EPFL已成为核聚变领域的领先研究机构，其目标是在地球上复制恒星中发生的反应。核聚变：为恒星提供动力恒星（如太阳）内部的高热和高压会导致成对原子（尤其是氢原子）聚集在一起或发生"聚变"。当这些轻原子核合并成一个较重的原子核时，会损失一些质量，并按照爱因斯坦的著名公式E=mc2转换成大量能量。这种核聚变过程为恒星提供了动力，并向宇宙释放出惊人的能量。EPFL的TCV（可变配置托卡马克）舱内。资料来源：EPFL/AlainHerzog科学家已经能够在地球上产生核聚变反应。全球研究人员目前面临的挑战是如何持续保持这些核聚变反应，并以高效、可控的方式利用释放的能量发电。在EPFL，工程师们选择研究一种使用环形磁约束反应堆（称为托卡马克）的方法。在这种方法中，氢同位素氘气被加热到一亿摄氏度，使其变成等离子体，并诱发氘核之间的高能碰撞。托卡马克的磁场将等离子体悬浮在真空室的中间，远离设备的内壁。瑞士等离子体中心：引领欧洲核聚变研究瑞士等离子体中心目前拥有约200名研究人员和学生，30年前就开始建造自己的可变配置托卡马克。由于其独特的设计，这个实验反应堆已成为欧洲最重要的核聚变研究设施之一。负责托卡马克测量系统的资深科学家巴西尔-杜瓦尔（BasilDuval）说："我们在互联网出现之前就建造了这个反应堆，它的核心依然如故。他指出，瑞士等离子体中心正在进行的研究在国际上享有盛誉--部分原因是该中心为国际热核实验反应堆（ITER）项目做出了贡献，部分原因是研究成果对整个核聚变研究界都很有价值。像瑞士这么大的国家能拥有这样的实验设施，实在是太了不起了。"为纪念其托卡马克装置投入使用30周年，瑞士等离子体公司将于9月份接待欧洲核聚变联盟的代表。该联盟是多项核聚变计划的幕后推手，包括推进热核实验堆的物理基础，并通过TCV托卡马克等设施的实验来优化其成功机会。瑞士等离子体中心主任AmbrogioFasoli也是EUROfusion的主席，并刚刚被任命为该联盟的项目经理。他表示："我们在瑞士等离子体中心过去30年的工作为等离子体行为提供了重要的见解。TCV在这项工作中发挥了至关重要的作用。最近对其基础设施进行的升级扩大了我们研究国际热核实验反应堆、DEMO和未来聚变反应堆关键问题的能力。未来的挑战是巨大的，但我们完全有能力为聚变能源的发展做出重大贡献，因为聚变能源是未来全球能源组合的重要组成部分。"TCV托卡马克内的等离子体。图片来源：©CurdinWüthrich/SPC/EPFLEPFL独特的托卡马克方法由于EPFL的托卡马克是一个"可变构型"反应堆，科学家们可以利用它来观察等离子体构型的变化如何影响等离子体的特性（如温度和约束质量），并研究新的等离子体构型。它还可用于评估分流器的不同配置，分流器是用于控制反应堆堆芯能量释放的装置。它们的作用对于在不损坏反应堆的情况下长时间维持等离子体至关重要，工程师们仍在努力优化它们的设计。瑞士等离子体中心最近与GoogleDeepMind合作，开发了一种基于深度强化学习的新型等离子体磁控制方法，并首次成功将其应用于TCV托卡马克中的实际等离子体配置。与所有托卡马克一样，EPFL的托卡马克也有一个将气体转化为等离子体的真空室。这个真空室被大型磁线圈产生的环形磁场包围，防止等离子体接触真空室的内壁。此外，还有一个带有欧姆线圈的中心柱，可保持等离子体的稳定性，以及一个可塑造等离子体结构的极性磁场。整个反应堆配备了一个利用微波和热粒子喷射的加热系统，辅以一系列测量温度、密度、辐射、等离子体构型波动和其他重要参数的仪器。在未来的聚变发电厂中，等离子体内聚变反应产生的热量将为涡轮机提供动力（类似于当前的核裂变反应堆），并产生大量可靠的基荷电力。这一过程将是可持续的、无碳的，不会产生长期的放射性废物。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1388175.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1388175.htm

全球最大核聚变反应堆成功点火 距“人造太阳”问世又近一步

全球最大核聚变反应堆成功点火距“人造太阳”问世又近一步JT-60SA计划是国际热核聚变实验反应堆计划（ITER，又称“人造太阳”计划）的先行项目，其成果将会反映到ITER中，并用于未来核聚变原型堆的建设中。据悉，核聚变是两个轻原子核，结合成一个较重的原子核并释放出巨大能量的过程，核聚变理论上可以提供几近无限的能源，这也是各国积极研究可控热核聚变的初衷之一。而JT-60SA是目前世界上最大的超导托卡马克核聚变反应堆，10月23日在试验运行时，已首次产生了核聚变必需的等离子体。这个巨大的熔炉利用超导线圈产生的磁场，将超热电离气体或等离子体困在环形真空室内，实现氢原子核的融合并释放能量。不过，JT-60SA要想产生持续时间足以进行有意义的物理实验的等离子体，还需要两年时间，并且，JT-60SA的施工已持续了15年以上，基础科学的发展和进步，时间都相当漫长。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401525.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401525.htm