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韓國成功研制出人造太陽。這其中運用了什麽科學原理?

韓國聚變能研究所超導托卡馬克高級研究中心宣布,在與首爾國立大學和哥倫比亞大學的聯合研究中,成功實現了離子溫度高於65438+億度的20秒等離子體的連續運行,這是2020年超導托卡馬克高級研究中心等離子體核聚變的核心條件之壹。超導托卡馬克的先進研究是壹種超導聚變裝置,俗稱人造太陽。它成功地將離子溫度超過1億攝氏度的高溫等離子體保持了20秒,創造了新的世界紀錄。

這項新研究將2019超導托卡馬克等離子體運動期間8秒的等離子體運行時間延長了2倍以上,是壹項跨越式的成就。早在2018年的實驗中,超導托卡馬克首次達到了1億度的等離子體離子溫度,但持續時間只有約1.5秒。為了在地球上重現太陽下的聚變反應,必須將氫同位素放入類似超導托卡馬克的聚變裝置中,以創造離子和電子分離的等離子體狀態,並且必須將離子加熱並保持在高溫下。

到目前為止,已經有其他聚變裝置在1億攝氏度或更高的溫度下短暫運行等離子體。但他們都沒有突破保持運行10秒或更長時間的障礙。這是恒定傳導裝置的工作極限,在如此高的溫度下很難在聚變裝置中長時間保持穩定的等離子體狀態。在2020年的這項實驗中,韓國超導托卡馬克高級研究中心提高了去年開發的下壹代等離子體運行模式之壹ITB模式的性能,並成功地長時間保持了等離子體狀態,克服了超高溫等離子體運行的現有限制。

韓國聚變能研究所超導托卡馬克高級研究中心主任尹解釋說:1億度等離子體長期運行所需的技術是實現聚變能的關鍵。超導托卡馬克成功維持20秒的高溫等離子體將是確保長期高性能等離子體運行技術競爭的重要轉折點,這是未來商業核聚變反應堆的關鍵組成部分。

韓國聚變能研究所的超導托卡馬克於去年8月開始運行該裝置,其等離子體產生實驗壹直持續到65438+2月10,共進行了110次等離子體實驗,包括高性能等離子體運行和等離子體幹擾減緩實驗。除了在高溫等離子體運行方面取得成功之外,超導托卡馬克研究中心還進行了包括ITER研究在內的各種課題的實驗,以解決實驗期剩余時間內聚變研究中的復雜問題。

超導托卡馬克先進研究中心將在2020年與世界各地的聚變研究人員分享其關鍵實驗結果,包括在5月舉行的國際原子能機構聚變能源會議上取得的這壹成功。超導托卡馬克的最終目標是到2025年在離子溫度高於1億攝氏度時成功連續運行300秒(5分鐘)。韓國原子能機構主席徐在玉表示:我非常高興地宣布,韓國原子能機構成立了壹個新機構,作為韓國的獨立研究機構。韓國原子能機構將繼續其開展挑戰性研究的傳統,以實現人類的目標:實現可控核聚變。