無限能源:物理學家說我們已經有一個可實行的融合模型設備

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融合能量發展最大的挑戰之一,是發現最好的形狀讓設備控制電漿。但美國物理學家相信,他們可能找到一種新的融合設備,可以是到目前為止最商業化可行的設計。

最終之路

全世界的物理學家正在瘋狂的衝刺,來建造一台核融合機器,這台機器能夠複製太陽的原子融合過程,然後提供每個人一個低成本、能維持的能量資源,有效地結束對石化燃料的依賴。

複製太陽和恆星如何經由融合產生能量,在實質上像是把一顆恆星放在玻璃瓶。雖然沒有出現"玻璃瓶",它不僅有能力控制超熱電漿,也足夠低成本,能夠在全世界建造,這值得試試看。

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事實上,物理學家正在研究一種新的核融合設備,能夠是到目前為止最商業化可行的設計。

發表於核融合期刊(Nuclear Fusion)的一篇新論文,在美國能源部(U.S. Department of Energy)普林斯頓電漿物理實驗室(Princeton Plasma Physics Laboratory,PPPL)上班的物理學家宣稱,對於這類融合設備的模型,"已經以實驗模式存在於精巧的球形tokamak,在PPPL以及英格蘭的Culham。"

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國家球形環實驗測試單元,與在中間的tokamak一起升級。(Elle Starkman/PPPL Office of Communications)

球形tokamak

目前的設計,對這個所謂的"玻璃瓶",在實質上是要求甜甜圈形狀的物體,以完整出現的強力磁場,把電漿浮懸在裡面,稱為tokamaks。建造它是非常的昂貴,而且也很難維護。這是為什麼物理學家繼續發展新的設計,希望能夠繼續降低成本。

目前,有兩個先進的球形tokamak在不同的發展階段。第一個是巨型安培球形Tokamak(Mega Ampere Spherical Tokamak,MAST),英國希望能夠很快完成。另一個是在PPPL的國家球形環實驗升級(National Spherical Torus Experiment Upgrade,NSTX-U),在去年上線。

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首席作者暨NSTX-U 計畫主任Jonathan Menard說:「我們正在為未來的機器設備開啟新的選擇。」

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但在長達43頁的論文所描述的這些設備,還有很長的路要走。首先,他們一定要能夠控制在電漿粒子受制於電磁場之後所產生的擾動,以及也要能控制超熱電漿粒子與設備牆壁的交互作用,來避免可能的分裂。如果電漿變得很不純淨,這是會發生的。

PPPL主任Stewart Prager說:「這兩個反應器將會推進物理學新領域,擴展我們對高溫電漿的知識。如果成功的話,基於更精巧的設計,為融合發展途徑鋪設了科學基礎。」

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來源:Futurism