中国の核融合実験が1億度に達する

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核融合力は、ほぼ1世紀の間、科学者、環境保護主義者、未来派の熱狂する夢でした。過去数十年間、科学者たちは、人間にクリーンで豊富なエネルギーを提供し、最終的に化石燃料や他のクリーンでない方法への依存を打破する持続可能な核融合反応を生み出す方法を模索してきました。

近年、「融合の時代」をより現実に近づける多くの前向きな進歩がありました。ごく最近では、実験的超電導トカマク(EAST)を使用する科学者–別名。 「中国の人工太陽」–水素プラズマの雲を1億度以上に過熱することで新記録を樹立–太陽自体の6倍の高温!

科学者は水素の原子を融合してエネルギーを生成することができますが、つまずきの妨げは常に「ブレーク・イーブン・ポイント」と呼ばれるものに達しています。これは、自己持続的な核融合反応によって生成されるエネルギーが、それを開始するために必要なエネルギーと等しい場所です。そして、私たちはまだこの時点に到達していませんが、科学者は常に近づいています。

現在、核融合出力を生成する最も一般的な2つの方法は、慣性閉じ込めアプローチとトカマクリアクターです。前者の場合、レーザーを使用して重水素(H²、または「重い水素」)のペレットを融合し、核融合反応を起こします。後者の場合、プロセスには、磁場と内部電流を使用して高エネルギープラズマを閉じ込めるトーラス型の閉じ込めチャンバーが含まれます。

このプラズマを過熱して安定に保つことにより、自立した核融合反応を起こすことができます。他のトカマク原子炉はプラズマトーラスを安定に保つために磁気コイルに依存していますが、中国のEAST原子炉はトーラスをチェックするために、移動するプラズマ自体によって生成される磁場に依存しています。これにより、安定性は低下しますが、物理学者は熱レベルを上げることができます。

4か月にわたるキャンペーンの後、EAST科学チームは4種類の暖房能力を統合して、新しい温度記録を達成することができました。これらには、低域混成波加熱、電子サイクロトロン波加熱、イオンサイクロトロン共鳴加熱、中性ビームイオン加熱が含まれます。これらの組み合わせた方法により、プラズマ電流密度プロファイルが最適化されました。

科学チームが4つの異なる加熱技術のカップリングを最適化すると、1億°C以上に加熱された電子を含む荷電粒子の雲を作成することができました。また、10メガワット(MW)の電力注入レベルを超え、プラズマの蓄積エネルギーを300キロジュール(kJ)に高めました。

CASHIPSの科学者が核融合マイルストーンに到達したと報告したのはこれが初めてではありません。 2016年に、チームは太陽の中心より約3倍高い水素ガス(約5,000万°C、9千万°F)を生成し、この温度を記録破りの102に維持することができたと発表しました。秒。

この最新の実験により、EASTチームはプラズマトーラスの温度を2倍にしただけでなく(新しい記録を樹立)、定常状態の運用を達成するために重要ないくつかの問題を解決することにも成功しました。たとえば、彼らは粒子と電力の排気の閉じ込めを解決しました。持続する核融合反応を維持するためには、そのタイミングが適切でなければなりません。

実験はまた、熱排気、輸送、電流駆動モデルの検証のための重要なデータを提供しました。これらすべては、いくつかの主要な核融合プロジェクトの実現に不可欠です。これらには、国際熱核融合実験炉(ITER)、中国の核融合工学試験炉(CFETR)、およびDEMOnstration発電所(DEMO)が含まれます。

2006年に最初に建設されたEASTは、全世界の科学コミュニティが定常状態の運用と物理学の研究を行えるようにする完全にオープンなテスト施設になりました。そして、EASTチームが太陽をはるかに超える温度条件を作り出すことができたので、「中国の人工太陽」というニックネームはほとんどストレッチのようには見えません!

クリーンエネルギーの時代が近づいてきています。

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