韓國人造太陽產生1億℃高溫,持續20秒,超越美中,創造新紀錄

儘管正處在青壯年時期的太陽不可能像科幻電影《流浪地球》中劇情那樣,膨脹之後熄滅,但是打造傳說中的“人造太陽”成為了21世紀科學家們的畢生夢想。

“人造太陽”並不是指我們真的打造一個像太陽類似的小太陽來照亮夜晚,而是在打造熱核聚變實驗堆(ITER),從而實現太陽現在進行的核聚變過程,即著名的託卡馬克裝置(Tokamak)。

韓國人造太陽產生1億℃高溫,持續20秒,超越美中,創造新紀錄

在核聚變科研領域,作為世界超級大國的中國一直非常重視,中國環流器二號M裝置是我國現階段最先進的託卡馬克裝置,2020年12月,中國環流器二號M裝置在成都建成,並完成首次放電。

讓人沒有想到的是,韓國的“人造太陽”專案取得了重大飛躍。11月24日,韓國大田研究基地國家聚變研究所的超導託卡馬克核聚變裝置(KSTAR)製造出1億℃高溫的等離子流,時長持續20秒,超越了美國和中國之前紀錄,創造了新的世界紀錄。

韓國人造太陽產生1億℃高溫,持續20秒,超越美中,創造新紀錄

2020年11月24日,在美國哥倫比亞大學研究人員的幫助下,KSTAR將等離子加熱到1億攝氏度,並且時間持續了20秒,打造了2019年,溫度1億攝氏度,時長只有8秒的實驗紀錄, 讓人類離完全掌控核聚夢想更近了一步。

太陽雖然巨大,但太陽的核心溫度只有1500萬攝氏度,而KSTAR製造出來的等離子體約是太陽溫度的7倍,事實上這並不是重點,重點是KSTAR還持續了20秒。

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2016年12月,KSTAR在約5000萬攝氏度的溫度下執行70秒,重新整理了另一個世界紀錄。2018年,KSTAR的等離子體溫度達到1億攝氏度,但僅保持了約1。5秒。2019年,KSTAR的等離子體溫度達到1億攝氏度,但僅保持了約8秒。

KSTAR裝置使用氫的同位素來產生熾熱的等離子體流,等離子態是物質的四個基本狀態之一,物質中的離子和電子被分離。為了保持離子,需要保持難以置信的高溫。

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在科學中,物質的基本形態被認為有四種,氣態、液態、固態,還有等離子態,而需要高溫才能保持的物質狀態就是等離子態。

KSTAR並不是第一個達到等離子溫度1億攝氏度的裝置,但它是第一個執行10秒鐘以上的裝置。2018年11月,我國安徽合肥“東方超環”內等離子體達到1億攝氏度。

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自20世紀初期以來,科學家們一直夢想著能完全掌控核聚變的力量,透過將兩個原子核合併成一個更大的核以釋放巨大能量,但事實證明,這是一件很棘手的事情。

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1960年代後期,兩名俄羅斯研究人員是最早將託卡馬克裝置內氣體加熱到等離子體態的科學家。

來自放射防護和核安全研究所(IRSN)資料顯示,現在全世界約有250個託卡馬克裝置(Tokamak),Tokamak是俄語術語“toro?dalna?akameras magnitnymi katushkami”或“帶有電磁線圈的環形室”的首字母縮寫。

KSTAR計劃在2025年實現超過1億攝氏度的溫度下連續運轉300秒,未來將會持續更長時間,看來地球人類離完全掌握核聚變的日期已經不遠了。