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韩国人造太阳产生1亿℃高温,持续20秒,超越美中,创造新纪录

尽管正处在青壮年时期的太阳不可能像科幻电影《流浪地球》中剧情那样,膨胀之后熄灭,但是打造传说中的“人造太阳”成为了21世纪科学家们的毕生梦想。

“人造太阳”并不是指我们真的打造一个像太阳类似的小太阳来照亮夜晚,而是在打造热核聚变实验堆(ITER),从而实现太阳现在进行的核聚变过程,即著名的托卡马克装置(Tokamak)。

在核聚变科研领域,作为世界超级大国的中国一直非常重视,中国环流器二号M装置是我国现阶段最先进的托卡马克装置,2020年12月,中国环流器二号M装置在成都建成,并完成首次放电。

让人没有想到的是,韩国的“人造太阳”项目取得了重大飞跃。11月24日,韩国大田研究基地国家聚变研究所的超导托卡马克核聚变装置(KSTAR)制造出1亿℃高温的等离子流,时长持续20秒,超越了美国和中国之前纪录,创造了新的世界纪录。

2020年11月24日,在美国哥伦比亚大学研究人员的帮助下,KSTAR将等离子加热到1亿摄氏度,并且时间持续了20秒,打造了2019年,温度1亿摄氏度,时长只有8秒的实验纪录, 让人类离完全掌控核聚梦想更近了一步。

太阳虽然巨大,但太阳的核心温度只有1500万摄氏度,而KSTAR制造出来的等离子体约是太阳温度的7倍,事实上这并不是重点,重点是KSTAR还持续了20秒。

2016年12月,KSTAR在约5000万摄氏度的温度下运行70秒,刷新了另一个世界纪录。2018年,KSTAR的等离子体温度达到1亿摄氏度,但仅保持了约1.5秒。2019年,KSTAR的等离子体温度达到1亿摄氏度,但仅保持了约8秒。

KSTAR装置使用氢的同位素来产生炽热的等离子体流,等离子态是物质的四个基本状态之一,物质中的离子和电子被分离。为了保持离子,需要保持难以置信的高温。

在科学中,物质的基本形态被认为有四种,气态、液态、固态,还有等离子态,而需要高温才能保持的物质状态就是等离子态。

KSTAR并不是第一个达到等离子温度1亿摄氏度的设备,但它是第一个运行10秒钟以上的设备。2018年11月,我国安徽合肥“东方超环”内等离子体达到1亿摄氏度。

自20世纪初期以来,科学家们一直梦想着能完全掌控核聚变的力量,通过将两个原子核合并成一个更大的核以释放巨大能量,但事实证明,这是一件很棘手的事情。

1960年代后期,两名俄罗斯研究人员是最早将托卡马克装置内气体加热到等离子体态的科学家。

来自放射防护和核安全研究所(IRSN)数据显示,现在全世界约有250个托卡马克装置(Tokamak),Tokamak是俄语术语“toroïdalnaïakameras magnitnymi katushkami”或“带有电磁线圈的环形室”的首字母缩写。

KSTAR计划在2025年实现超过1亿摄氏度的温度下连续运转300秒,未来将会持续更长时间,看来地球人类离完全掌握核聚变的日期已经不远了。有趣的科学探索内容请关注唯一

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