新模型让核聚变逃逸电子减速,聚变堆距离商业化更近一步

聂翠蓉/科技日报

2017-06-23 07:48

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核聚变反应堆中的逃逸电子达到一定能量后能摧毁整个反应堆。据物理学家组织网6月20日报道,瑞典查尔姆斯理工大学的研究团队创建了一个全新模型,利用数学描述和等离子体模拟,预测核聚变反应堆中逃逸电子在各种条件下的能量及能量变化,设计出为逃逸电子减速的更好方法。这一发表在最新一期《物理评论快报》杂志上的研究论文,使得人类向建成真正实用的核聚变反应堆更近了一步。
核聚变能是一种不会产生二氧化碳排放的清洁能源,其比需要重金属分裂的核电更安全,因为如果核聚变反应堆出现问题,整个过程会自动停止,温度也会逐渐下降,不会对周围环境造成危险。而且核聚变所需要的燃料很轻,所需原材料也是普通的海水。
但是为模拟太阳的热核聚变过程,需要满足高压和近1.5亿摄氏度的高温这一严苛的条件,否则逃逸电子会突然加速,导致反应堆装置被破坏。瑞典查尔姆斯理工大学博士研究生林妮·赫斯露和同事这次设计出全新模型,可用来识别逃逸电子并为其减速。她们还用新模型证明,通过注入氦气或氩气等气态重离子,能有效为逃逸电子减速。赫斯露解释说,逃逸电子与离子核内的电荷碰撞后,速度会下降,多次这类碰撞就会让逃逸电子的速度降到可控范围内,从而让核聚变过程持续进行。
50多年来,核聚变能研究取得了巨大进展,但全球至今还没有建成一座商业化核聚变能发电厂。现在,世界都将希望寄托在“国际热核聚变实验堆(ITER)”。“许多人相信核聚变能会最终实现,但其成功可能比登陆火星还难。它需要的1.5亿摄氏度的高温,比太阳的最中心还要热。”赫斯露说。
(原标题:新模型让核聚变逃逸电子减速 聚变反应堆距离商业化更近一步)
责任编辑:杨漾澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 核聚变

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