麻省理工学院的Alcator C-Mod托卡马克核聚变反应堆创造了世界纪录 2017-07-06 08:26:32

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麻省理工学院的融合实验Alcator C-Mod的内部最近打破了磁聚变装置的等离子体压力记录

使用高磁场Postdoc Ted Golfinopoulos,环形装置的内部限制等离子体比太阳内部更热,显示在这里,正在进行等离子体运动之间的维护麻省理工学院的Alcator C-Mod托卡马克核聚变反应堆创造了新的世界纪录,首次实现超过2个大气压的压力

美国东部时间9月30日星期五,美国东部时间9:25,科学家和工程师麻省理工学院的等离子体科学与融合中心在追求清洁能源方面实现了飞跃该研究所在该研究所的Alcator C-Mod托卡马克核聚变反应堆中创造了新的等离子体压力世界纪录

等离子体压力是核聚变产生能量的关键因素,麻省理工学院的新成果首次实现超过2个大气压的压力,Alcator领导者和高级研究科学家Earl Marmar将首次展示结果10月17日在日本京都举行的国际原子能机构聚变能会议上,核聚变有可能产生几乎无限的清洁,安全,无碳能源供应融合是与太阳供电相同的过程,它可以在模拟磁场中包含的超热微型“恒星”条件的反应堆中实现 - 过热气体 - 包含在磁场中50多年来,众所周知,为了使聚变在地球表面可行,等离子必须非常热(超过5000万度),它必须在高压下稳定,并且必须包含在固定体积中成功的融合还需要三个因素的产物 - 等离子体的颗粒密度,其限制时间和温度 - 达到一定值超过这个值(所谓的“三重产品”),反应堆中释放的能量超过了保持反应进行所需的能量核聚变有锅能够提供近乎无限的清洁,安全,无碳能源供应这一360度全方位的旅行让我们看看麻省理工学院最近停用的Alcator C-Mod托卡马克核聚变反应堆,它在最后一天的压力作用下创造了世界压力记录

是密度和温度的乘积,约占挑战的三分之二产生的功率随着压力的平方而增加 - 因此压力加倍导致能量产生增加四倍在过去的23年中Alcator C-Mod已经在麻省理工学院运作,它已经多次提高了磁约束装置中的等离子体压力记录

之前的177个大气压记录是在2005年(也是在Alcator C-Mod)设定的,同时创下205个大气压的新记录,15个改善百分比,Alcator C-Mod内的温度达到3500万摄氏度,或者大约是太阳中心的两倍

等离子体产生300万亿次聚变反应它具有每秒一秒的中心磁场强度为57特斯拉它带有1400万安培的电流,并且加热了超过400万瓦的功率

反应发生在大约1立方米的体积内(不比一个大衣柜大很多)并且等离子体持续了两个星期在类似于Alcator的反应器中进行的其他聚变实验已达到这些温度,但压力接近1个大气压;麻省理工学院的成绩超过了非Alcator设备的下一个最高压力约70%虽然Alcator C-Mod对聚变能源的进步贡献很大,但它是一个科学研究设施2012年DOE决定停止向Alcator提供资金到期来自ITER建设的预算压力根据该决定,美国国会恢复了对Alcator C-Mod的资助,为期三年,于9月30日结束“这是一项非凡的成就,突出了非常成功的Alcator C-Mod计划在麻省理工学院,“普林斯顿等离子体物理实验室前副主任戴尔米德说,他没有直接参与实验”记录等离子体压力证明了高磁场方法是实际聚变能量的有吸引力的途径“结果证实,使用高磁场托卡马克(如Alcator C-Mod)可以最好地实现燃烧等离子体所需的高压,“ Riccardo Betti,Robert L. 罗彻斯特大学机械工程与物理与天文学教授Alcator C-Mod是世界上唯一一种紧凑型高磁场聚变反应堆,在设计中采用先进的成形方式称为托卡马克(一种俄语单词为“环形”的音译)腔室“),将过热等离子体限制在环形腔室C-Mod的高强度磁场中 - 高达8特斯拉,或地球磁场的160,000倍 - 允许该装置产生致密,热的等离子体并保持它们稳定在8000万度以上它的磁场是其他设计中通常使用的两倍以上,其容纳等离子体压力的能力翻了四倍C-Mod在高磁场托卡马克系列中排名第三,首先由麻省理工学院物理学教授Bruno Coppi将在麻省理工学院建造和运营,电气工程和计算机科学教授Ron Parker领导其设计阶段的Ian Hutchinson教授

核科学与工程领导其建设并在2003年开始运营的前10年除非宣布和建造新设备,否则刚刚在C-Mod中设定的压力记录将可能代表未来15年ITER,一个目前正在建设的托卡马克根据最近的能源部报告Alcator C-,法国的体积将比Alcator C-Mod大约800倍,但它将在较低的磁场下运行ITER预计到2032年全面运行时将达到26个大气压

Mod的尺寸和成本也与私人聚变公司追求的非磁性磁融合选项类似,但它可以实现高50倍的压力“紧凑,高场托卡马克为加速聚变能发展提供了另一个激动人心的机会,因此很快就可以使用足以对气候变化和清洁能源的未来等问题产生影响 - 我认为我们都有共同的目标,“日立的Dennis Whyte说道

美国工程学教授,等离子体科学与融合中心主任,麻省理工学院核科学与工程系主任这些实验由麻省理工学院团队和美国其他实验室的合作者计划 - 包括普林斯顿等离子体物理实验室,橡树岭国家实验室和通用原子公司 - 并在Alcator C-Mod运营的最后一天进行了Alcator C-Mod工厂,该工厂于9月23日运营23年后正式关闭,留下了深厚的合作遗产

为超过150个博士论文和数十个机构间研究项目做出贡献为了理解Alcator C-Mod的设计原理如何应用于发电,麻省理工学院的融合小组正致力于调整新的高场高温超导体能力在不消耗电力或产生热量的情况下产生更大强度的磁场rconductors是一个概念性试验工厂的核心组成部分,称为Affordable Robust Compact(ARC)反应堆,可产生高达2.5亿瓦的电力

来自Alcator C-Mod团队的科学家,学生和教师将讨论融合,压力记录10月20日星期四美国东部时间下午1点,在Aldator C-Mod和Reddit的Ask Me Anything Session上采用高场方法资料来源:麻省理工学院等离子体科学与融合中心