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人造太阳创新纪录 实现了101.2秒稳态运行

来源:夜狼猎奇网 | 2017-07-06 |    

猎奇网:东方超环是世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置,对国际热核聚变试验堆(ITER)计划具有重大科学意义。...

记者5日从中国科学院获悉,东方超环是世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置,对国际热核聚变试验堆(ITER)计划具有重大科学意义。由于核聚变的反应原理与太阳类似,因此,东方超环也被称做“人造太阳”。

人造太阳创新纪录

人造太阳创新纪录

作为当前世界上规模最大的国际科技合作项目,ITER计划是人类探寻未来高效清洁能源的重要途径。ITER计划将建造、运行一个可持续燃烧的托卡马克型聚变实验堆,以验证聚变反应堆的工程技术可行性。

中科院合肥物质科学研究院EAST团队介绍,实现稳态长脉冲高约束等离子体运行是未来聚变堆亟待解决的关键科学问题。EAST具有类似ITER的先进技术,未来五年内将是国际上唯一有能力开展超过百秒时间尺度的长脉冲高约束聚变等离子体物理和工程技术研究的实验平台。

基于过去十多年的研究积累,EAST团队通力合作集体攻关,集中解决长时间尺度下的等离子体位形精确控制、高功率射频波加热与电流驱动、高约束性能等离子体稳定性、等离子体与壁相互作用、粒子与热排出、关键分布参数的实时诊断等一系列与稳态运行密切相关的关键技术和物理问题,同时对多尺度物理过程的集成和芯部约束与边界、偏滤器的有效兼容等前沿问题开展了深入的科学研究。

据了解,这次实验的突破进一步提升了EAST在国际磁约束聚变实验研究中的地位,其科研成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持,也为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆(CFETR)的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。

延伸阅读

英国科学家发现罕见巨型星星

据韩国《首尔新闻》报道,在宇宙中80%的星星是红矮星,质量都小于太阳的40%,而鲜为人知的是,在宇宙中也存在着比太阳的质量大数十倍甚至数百倍的巨大星星,这种星星因为很难形成,所以十分罕见,并且寿命也不长。

大型星星虽然罕见,它们对于宇宙来说却很重要。大型星星通过强有力的核聚变产生多样的元素后,引发超新星爆发的同时产生更重的元素,之后结束生命。这时大量的原子向宇宙放出,这些原子聚集在一起形成像地球一样的行星。事实上,如果不存在巨大质量的星星的话,那么别说地球连人类都不会存在了。

虽然科学家们努力试图揭开大质量星星形成的秘密,但因为巨大质量星星本身就十分罕见,所以正在形成中的巨大质量星星更是十分难找。并且大部分大质量星星在有厚重气体的星云中产生,所以观测更加困难。

最近剑桥大学的天文学者们在离地球一万一千光年外的地方找到了一个质量达到太阳质量30倍的幼年星星。为了观察在厚厚的气体星云中生长的巨大星星,学者们启用了位于夏威夷和新墨西哥州的大型电波望远镜,长波长的电波容易穿过气体进行观察。观察发现这个星星还在聚集周边的气体,处于逐渐变大的过程中。因此最终变成更大的巨大星星的可能性很高。

有趣的是,大质量星星可以在较短的时间内形成。像太阳这样的恒星通过重力聚集气体而变大需要数百万年,而大质量星星在不到10万年就可以通过聚集气体而形成。

这次研究还发现:巨大的幼年星星聚集周围的气体快速地变大。这和幼年星星刚开始形成时质量越大生长速度越快有关。剑桥大学的学者们发现的这颗幼年星星从周边巨大的圆盘状气体云中吸收质量后垂直放出能量和一部分物质(参照模式图),有朝一日或将成为太阳都无法比拟的炙热而耀眼的巨大的天体,最后在超新星爆发中结束一生。

正如前面所说,拥有着这样庞大而短暂生命的大质量星星是宇宙中重要的存在,虽然大部分离我们很远,但是构成我们身体的原子中的一部分就来源于大质量星星内部的核聚变,而现在诞生的大质量星星也将成为遥远的以后新的行星形成的材料。

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