美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)、橡樹嶺國家實驗室和國際熱核聚變實驗堆組織(ITER)的研究人員表示，商業(yè)規(guī)模反應堆中聚變等離子體產(chǎn)生的巨大廢熱對反應堆內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞可能并不像曾經(jīng)認為的那樣大。
“這一發(fā)現(xiàn)從根本上改變了我們對聚變過程中熱量和粒子在等離子體邊緣兩個至關(guān)重要區(qū)域之間傳播方式的看法，”PPPL 管理首席研究物理學家 Choongseok Chang 說道，他領(lǐng)導了這一發(fā)現(xiàn)背后的研究團隊。最近，一篇詳細介紹他們工作的新論文發(fā)表在《核聚變》雜志上，此前該主題已發(fā)表多篇論文。
為了實現(xiàn)核聚變，托卡馬克(一種容納等離子體的環(huán)形裝置)內(nèi)部的溫度必須超過 1.5 億攝氏度。這比太陽中心的溫度高 10 倍。容納如此高溫的物質(zhì)是一項挑戰(zhàn)，盡管等離子體大部分被磁場隔離在內(nèi)表面之外。這些磁場將大部分等離子體限制在稱為核心的中心區(qū)域，形成一個環(huán)形環(huán)。
然而，一些粒子和熱量會從受限等離子體中逸出，并撞擊面向等離子體的物質(zhì)。PPPL 研究人員的新發(fā)現(xiàn)表明，從托卡馬克內(nèi)部核心等離子體中逸出的粒子與托卡馬克的碰撞面積比以前認為的要大，從而大大降低了損壞的風險。
過去基于物理學和當今托卡馬克實驗數(shù)據(jù)的研究表明，廢熱將集中在托卡馬克壁上被稱為偏濾器板的非常窄的帶上。偏濾器專門用于去除燃燒等離子體產(chǎn)生的廢熱和顆粒，對托卡馬克的性能至關(guān)重要。
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