据物理学家组织网近日报道,韩国超导托卡马克先进研究(KSTAR)中心宣布,在与首尔国立大学(SNU)和美国哥伦比亚大学的联合研究中,成功让等离子体在超过1亿摄氏度高温下连续运行了20秒!比2019年的时间(8秒)延长了2倍以上,创下新世界纪录。这一成果有望促进可控核聚变反应从梦想走向现实。

KSTAR是一款超导核聚变装置,也被称为韩国“人造太阳”。在2018年的实验中,KSTAR首次让等离子体在1亿摄氏度的高温下持续运行(等离子体只有被加热到1亿摄氏度以上才可能实现可控核聚变),时间约为1.5秒。KSTAR的最终目标是,到2025年让等离子体在超过1亿摄氏度的高温下连续运行300秒。

为在地球上模拟太阳内部发生的核聚变反应,科学家们必须将氢同位素放在类似KSTAR这样的聚变装置内,制造出离子和电子分离的等离子状态,且离子必须加热并保持在极高温度下。迄今也有其他聚变装置能让等离子体在1亿摄氏度或更高温度下持续运行,但持续时间都未曾超过10秒,这是正常导电器件的工作时长极限,在如此高的温度下很难让等离子体长时间保持稳定。

在2020年的实验中,KSTAR改进了去年研发的“内部传输势垒”(ITB)模式,成功获得了最新进展。

KSTAR研究中心主任尹思润(音译)解释说:“等离子体在1亿摄氏度高温下长时间运行所需的技术,是实现核聚变能的关键,KSTAR此次的成功将是获得长时间高性能等离子体运行所需技术的保障——这些技术是未来商业核聚变反应堆的关键。”

KSTAR于去年8月开始运行该设备,并将其等离子体生成实验持续到12月10日,共进行110次等离子体实验,其中包括高性能等离子体运行和等离子体中断缓解实验等。除在高温等离子体运行方面取得成功外,KSTAR中心还参与了国际热核聚变实验堆计划(ITER)相关研究。