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[科普知识] 转帖:可控核聚变再获重大突破

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发表于 2019-4-10 10:56 | 显示全部楼层 |阅读模式

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转帖自中国核能公众号3月17日新闻:https://mp.weixin.qq.com/s/NKJrjmISuw6ZQdvUFcQLJg


美国能源部(DOE)下属的普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)的研究者们发现了一个过程可以帮助解决制造等离子体之后最危险的干扰问题。

链式核聚变通过将原子核聚变成等离子体从而释放出非常庞大的能量,可以为世界各地的工厂和城市提供清洁和近乎无限的能源供应。激发和创造等离子体已经有了多种方式,而目前世界各国的研究人员们还在为捕获和控制等离子体而进行大量的科学和工程探索。

磁岛

PPPL发表在《物理学评论快报》上的文章表明此次发现聚焦在激发等离子体后所谓的撕裂模式不稳定上,而这种不稳定性通常会形成等离子体破裂的罪魁祸首——磁岛。由于磁约束的影响,这种在等离子体内部形成的孤立磁岛就像在水溶液中的一个个气泡,当这些气泡逐渐增多和变大,完整的等离子流体就会像四散的水流一样破碎,同时还会对托克马克内部的防护壁造成严重的损伤。

针对这一现象,研究者们早在20世纪80年代就发现使用一种射频波来驱动等离子体中的电流可以减少等离子体破裂的风险。但是之前的研究者们没有注意到的是,一旦射频波超过某个固定阈值,等离子体本身的温度可以改善其稳定状态。PPPL目前总结的物理机制如下:

温度的摄动会影响等离子体中的电流强度,同时也会对射频波对磁岛的效果造成影响。

这种温度摄动和其在能量反馈上的累加影响之间的相互影响是非常复杂——或者说是非线性的。

当能量反馈和电流驱动对温度摄动的灵敏度联系起来时,这种稳定过程的效率就会提高。

当这种等离子体的自我稳定结束后,未校准的电流驱动的影响就会非常低,这种电流驱动不能非常准确的命中磁岛的中心,使其效率大大降低。

以上的物体反应过程被总结为“射频电流凝结”,即磁岛内部的射频功率的集中反过来阻止了内部射频功率的增长。对此PPPL的物理学家,艾伦·雷曼表示,当磁岛上的功率沉积超过某个阈值时,等离子体温度会有一个跳跃式发展,这使得等离子体的稳定性大大增强,使得其拥有更大的磁岛也非常的稳定。

对ITER的有利影响

国际热核聚变反应堆计划(ITER)对此表示这一发现使得位于法国的ITER项目大受裨益。新研究的发现使得未来人们在获取更稳定的等离子体上有了一个明确的方向,而不再担心等离子体内的磁岛老是折腾幺蛾子。虽然在1983年,“射频电流驱动”技术的提出者雷曼已经在其论文中提出磁岛温度摄动的重要性,但此次研究的发现重新审视了这些温度摄动背后对磁岛的影响。
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发表于 2019-4-10 11:06 超大游击队员 | 显示全部楼层
年年重大突破,然而永远的50年
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 楼主| 发表于 2019-4-10 14:54 | 显示全部楼层

RE: 转帖:可控核聚变再获重大突破

水煮牛肉 发表于 2019-4-10 11:06
年年重大突破,然而永远的50年

这玩意太难,就像理论物理,数学一样,一个一丁点小的发现都能算重大突破。
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发表于 2019-4-11 16:30 超大游击队员 | 显示全部楼层
虽然在1983年,“射频电流驱动”技术的提出者雷曼已经在其论文中提出磁岛温度摄动的重要性,但此次研究的发现重新审视了这些温度摄动背后对磁岛的影响。

只能说冷战后人类关注享乐方面的点太多了,没人愿意坐冷板凳研究令人绝望的问题,估计钱也是扣扣索索给,这么重要的发现搁置了这么久才重提……
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发表于 2019-4-11 16:39 | 显示全部楼层
托卡马克路线+1分
仿星器路线-1分
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发表于 2019-4-11 19:49 | 显示全部楼层
讲真的 还是 先上太空吧, 先上太空 核聚变反应堆有天然的,可以安心投资研发。
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发表于 2019-4-11 20:16 | 显示全部楼层

RE: 转帖:可控核聚变再获重大突破

王牌猪头 发表于 2019-4-11 16:30
虽然在1983年,“射频电流驱动”技术的提出者雷曼已经在其论文中提出磁岛温度摄动的重要性,但此次研究的发 ...

过去技术水平达不到,只能搞搞理论
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发表于 2019-4-11 20:18 超大游击队员 | 显示全部楼层
不如造个加固山洞,用小当量氢弹爆炸推动涡轮发电
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 楼主| 发表于 2019-4-12 08:20 | 显示全部楼层

RE: 转帖:可控核聚变再获重大突破

王牌猪头 发表于 2019-4-11 16:30
虽然在1983年,“射频电流驱动”技术的提出者雷曼已经在其论文中提出磁岛温度摄动的重要性,但此次研究的发 ...

从猜想到证明不是那么容易的事。
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发表于 2019-4-12 11:12 | 显示全部楼层
Allan Reiman本身就是等离子体理论学者,撕裂模的实验研究很复杂,这里只能说前进一小步。
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发表于 2019-4-12 11:24 | 显示全部楼层
吊人胃口是吊的十足啊。
核聚变!!
我还是喜欢天上的那个核聚变,赶紧上去吧。
对现在的人类来说几乎是无穷无尽的。
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发表于 2019-4-13 10:15 超大游击队员 | 显示全部楼层
战物语 发表于 2019-4-12 11:24
吊人胃口是吊的十足啊。
核聚变!!
我还是喜欢天上的那个核聚变,赶紧上去吧。

那个只能晚上去,白天不行啊
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发表于 2019-4-13 10:19 超大游击队员 | 显示全部楼层
鬼神 发表于 2019-4-11 16:39
托卡马克路线+1分
仿星器路线-1分

仿星器本身的等离子稳定性高,等离子温度进一步提升后也会获得高稳定性的模态,这是同理的。同+1分
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发表于 2019-4-13 11:45 超大游击队员 | 显示全部楼层
水煮牛肉 发表于 2019-4-10 11:06
年年重大突破,然而永远的50年

50年本来就是用来科普可控核聚变难度的说法,具体什么进度都是可以查文献的,讲真,某些人就是初级科学爱好者的水平别觉得谁辜负了你或者欺骗了你。真懂的话,和产出比达到50的商用要求或者氦3核聚变的难度比一比,都不会把“50年”当回事整天说的
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发表于 2019-4-13 14:37 | 显示全部楼层

RE: 转帖:可控核聚变再获重大突破

oyzw 发表于 2019-4-13 10:19
仿星器本身的等离子稳定性高,等离子温度进一步提升后也会获得高稳定性的模态,这是同理的。同+1分

仿星器本身等离子体就很稳定,不需要解决这个问题啊。
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发表于 2019-4-13 16:13 | 显示全部楼层
真到能用的那一天,不知道还得等多久
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发表于 2019-4-13 16:54 | 显示全部楼层
核电厂就算用上了核聚变反应堆也还是“烧开水”,再用蒸汽轮机带动发电机
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发表于 2019-4-14 12:13 | 显示全部楼层
不知道人类当前的能源耗尽之前,可控核聚变能否搞出来。
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