核聚变是一种利用氢同位素之间的碰撞和结合来释放巨大能量的过程,它是太阳和恒星发光发热的原因。如果人类能够实现核聚变反应并控制其输出,那么就可以拥有一种几乎无限、清洁、安全的能源。然而,要在地球上模拟太阳的条件并不容易,需要将氢等离子体加热到超过一亿摄氏度,并用强大的磁场将其稳定地固定在一个特殊的装置中。这就是韩国人造太阳——KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research)要做的事情。
- KSTAR 是什么?它是一个超导托卡马克装置,也就是一种利用超导磁体产生环形磁场来约束等离子体的装置。它位于韩国大田市的韩国聚变能研究所内,于2008年开始运行,目的是为了探索核聚变能源相关的科学问题,为国际热核聚变实验堆(ITER)等未来的商业化核聚变反应堆提供技术支持。
- KSTAR 取得了什么成果?在2020年12月,KSTAR 创造了新的世界纪录,成功地将温度超过一亿摄氏度的氢等离子体维持了20秒。这是人类历史上第一次实现了如此长时间的高温等离子体运行,也是核聚变反应实现的一个重要条件。此前,KSTAR 在2018年首次达到了一亿摄氏度的等离子体温度,但只维持了约1.5秒;在2019年将维持时间延长到了8秒。KSTAR 的目标是在2025年之前将维持时间延长到300秒,为ITER 的建设和运行奠定坚实的基础。
- KSTAR 有什么意义?KSTAR 的成功表明了韩国在核聚变领域的领先地位,也为全球的核聚变研究提供了宝贵的数据和经验。核聚变能源被认为是21世纪最具潜力和前景的能源之一,它可以解决人类面临的能源危机和环境问题,推动人类文明进入一个新的阶段。然而,要实现核聚分能源的商业化利用,还需要克服许多技术和经济上的难题,需要各国的共同努力和合作。KSTAR 的进展为我们距离这一目标又迈进了一步。
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