人造小太阳,中国人行,我也行,韩国版核聚变装置KSTAR
核聚变作为清洁、高效、取之不竭的能源,一旦实现人工可控,那么人类就可以逐渐摆脱对化石燃料的依赖,进入到全新的能源时代,全球碳排放以及地球资源危机,都可以迎刃而解。
人造小太阳,人类为了研究可控核聚变反应,而建造的实验装置。中国最早在1991年引进前苏联的T7型超导托卡马克技术,在1994年建成中国第一代的可控核聚变实验装置HT7。
2000年在HT7基础上,中国开始改进版的HT7U超导托卡马克核聚变装置的建造。2003年新的HT7U项目正式更名EAST(ExperimentalandAdvancedSuperconductingTokamak)。
东方超环EAST
EAST历经5年,在2006年建设完成。这就是位于合肥市中科院合肥研究院等离子体所的东方超环。
EAST建成之后。中科院在磁约束核聚变研究上取得了突飞猛进的发展,物理实验成果和工程技术能力引领国际前沿。
外媒给出的核聚变研究机构的排名
2012年获得411秒2000万高参数偏滤器等离子体;
2017年实现稳态长脉冲高约束等离子体,在5000万条件下运行101。2秒;
2018年,等离子体中心电子温度首次达到1亿;
2020年,在1亿高温下维持运行10秒;
2021年上半年将这个时间延长到101秒,而且温度提升到1。2亿。
2021年12月30日,实现了在近7000万长脉冲高参数等离子体条件下,维持运行1056秒,注入能量达到1。73吉焦。
2021年EAST创造的新运行时间纪录
至此,EAST累计放电次数超过10万次,实现装置建造时的1兆安等离子体电流,1亿摄氏度高温等离子体约束,1000秒运行时间的三大目标科学条件。
目前,EAST装置是国际上唯一具备与国际热核聚变实验堆(ITER)类似加热方式和偏滤器结构的磁约束核聚变实验装置,是唯一能在百秒量级条件上全面演示和验证ITER400秒科学研究的实验装置。
眼看中国在核聚变领域取得的成就,我们的近邻,韩国也开始自己的可控核聚变装置的建造,这就是韩国人造太阳KSTAR。
KSTAR(KoreaSuperconductingTokamakAdvancedResearch)位于韩国大田国家聚变研究所。
KSTAR
KSTAR最早可以追溯到1995年,当时韩国基础科学研究院根据美国麻省理工大学的技术,开始建造自己的等离子核聚变装置,历经12年,约3090亿韩元的投资,在2007年9月完工,2008年首次成功运行产生等离子。
韩国发布的数据:KSATR自2008年首次制造等离子体以来,至今已实施了3万2千769次试验。每月约180次,1年2千次左右。
KSTAR
KSTAR至今发布的最大成果是在2020年12月成功在1亿度环境下运行20秒,打破了当时的世界纪录。
KSTAR打破世界纪录的报道
当然这个打破世界纪录是韩国人的说法。
早在2018年,我们合肥科学岛上东方超环EAST就实现了1亿度等离子体的运行。
2018年新华社报道
当时EAST运行的时间没有精确报道,韩国人可能抓住的就是自己在1亿度运行了20秒,这个纪录。
韩国人在1亿度运行了20秒就迫不及待发布自己的世界纪录成绩。中国人随后就给出了真正的记录答案。
2021年5月28日,我们的EAST在1。2亿度等离子体环境下运行了101秒。比韩国人的1亿度20秒,难度提高了5倍还不止。
中科院的新闻
随后EAST还试验了在1。6亿度等离子下运行了20秒。这些才是托卡马克实验装置运行的世界纪录。
2021年12月30日,EAST再一次创造高温等离子体运行时间最长的世界纪录,这次在7000万度环境下,运行了1056秒(原纪录也是EAS2012年6月27日创造的411秒)。这也是世界首次四位数时间的等离子体运行。
EAST1056秒的世界纪录
受控核聚变作为未来、开创性的基础课题研究。我们中国的技术水平毫无疑问是世界数一数二的。当然韩国作为一个小国,能在基础科学研究上取得一些成绩,也是值得夸赞的。