去年，德國馬克斯-普朗克研究所科學家開始啟動一種新型大型核聚變反應堆--“仿星器”。根據(jù)設計思路，研究人員只需向其中注入少量的氫，并將其加熱到成為等離子體，就可以有效地模擬了太陽內部的環(huán)境。這臺所謂仿星器的代號為“Wendelstein 7-X”。自該設備開始研發(fā)以來，人們一直在質疑其究竟何時能夠按預期目標開展工作，并產生正確的磁場。在過去數(shù)月中，研究人員對“Wendelstein 7-X”實施的多次試驗證明，這臺仿星器能夠實現(xiàn)預期目標。
世界許多國家科學家都在努力嘗試核聚變技術的利用，德國“Wendelstein 7-X”(或簡寫為“W7-X”)仿星器的試驗則是其中最典型的代表之一。核聚變技術的擁護者認為，這項技術的實際運用盡管還需數(shù)十年的努力，但一旦成功，仿星器將能夠完全取代化石燃料和傳統(tǒng)的核裂變反應堆。未來的核聚變反應堆主要分為兩大類型，一種是托卡馬克核聚變裝置，另一種就是仿星器核聚變裝置。在托卡馬克核聚變反應堆中，只需要利用一個2D磁場來控制等離子體，而仿星器的運行則是依靠一種扭曲的3D磁場。
在過去數(shù)月中，美國能源部物理學家薩姆-拉澤爾森協(xié)同德國科學家對“W7-X”實施了多次試驗。研究人員得到的試驗結果可以證明仿星器在未來核聚變反應堆中是可行的。既然仿星器已經啟動，研究人員一直在尋找一個重要問題的答案，即它能否產生一個正確的磁場。這個磁場在仿星器中非常關鍵，它是仿星器中唯一負責控制等離子體并使其發(fā)生核聚變的事物。科學家們最新試驗成果發(fā)表于《自然通訊》之上。
研究項目負責人薩姆-拉澤爾森來自美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室。拉澤爾森表示，“我們已經證實，我們所建立的磁場可以達到設計的要求去正常運行。”根據(jù)設計方案，“W7-X”自身并不會直接產生任何能量。在接下來數(shù)年中，“W7-X”將繼續(xù)測試核聚變裝置中將要面對的極端環(huán)境。在去年12月的首次試驗中，研究人員使用的是氦，因為它比氫更容易加熱。研究人員介紹說，“幾個月所取得的試驗成果是仿星器研究過程中的重大進展，它展現(xiàn)了復雜的、精密的磁場結構。”
仿星器也是一種核反應堆，但是它沒有托卡馬克聚變反應堆應用廣泛。仿星器將熾熱的等離子體限制于扭曲的磁場中進行聚變反應。托卡馬克聚變反應堆則是利用強大的電流引導等離子體在一個油炸圈餅形狀的設備中進行聚變反應。托卡馬克聚變反應堆于上世紀50年代由前蘇聯(lián)物理學家發(fā)明。一般認為，托卡馬克反應堆建造相對容易。
仿星器的扭曲結構可以幫助其更好地控制等離子體。此外，仿星器運行風險較小，不像托卡馬克反應堆那樣容易出現(xiàn)內部電流突然中斷現(xiàn)象，造成聚變反應立即停止。聚變反應可以提供近乎無窮無盡的能量，從而終結依賴化石燃料發(fā)電的歷史。
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