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中国人造太阳突破科学家认为不可能的聚变障碍

发布于 2026年1月20日 309 浏览

与中国实验先进超导托卡马克装置(被称为人造太阳)合作的科学家们取得了历史性突破,在聚变等离子体实验中达到了长期以来理论预测的无密度限制状态。这一成果于2026年1月1日发表在《科学进展》杂志上,表明等离子体即使在密度远超传统极限时仍能保持稳定,这可能克服聚变能源领域最顽固的物理障碍之一。

这一突破证实了等离子体-壁自组织理论,该理论解释了当等离子体与反应堆金属壁之间的相互作用达到精心平衡的状态时,可以出现无密度限制状态。在这种配置中,物理溅射在塑造等离子体行为方面起着主导作用,使反应堆能够超越先前建立的经验限制运行,这些限制数十年来一直制约着聚变研究。

由华中科技大学朱平教授和中国科学院合肥物质科学研究院严宁副教授领导的研究人员通过控制初始燃料气体压力并在启动期间施加电子回旋共振加热实现了这一里程碑。这种优化策略减少了杂质积累和能量损失,同时允许等离子体密度稳定增加,实现了在先前被认为无法达到的密度下的稳定运行。

EAST反应堆位于安徽省合肥市,多年来一直处于聚变研究的前沿。与分裂原子的核裂变不同,聚变将轻原子核结合在一起释放出巨大的能量,这与为太阳提供动力的过程相同。挑战在于在维持聚变反应所需的极端温度和密度下保持稳定的等离子体,同时防止等离子体接触和损坏反应堆壁。

对清洁能源发展的影响是深远的。据研究团队称,这些发现表明了一条实用且可扩展的途径,可以扩展托卡马克和下一代燃烧等离子体聚变装置的密度限制。这可能加速实现聚变点火和改进发电的进程,使人类更接近实现几乎无限的清洁能源。包括法国ITER项目在内的国际聚变界预计将密切研究这些结果,以应用于未来的反应堆设计。这一突破性成就标志着人类向可控核聚变迈出了重要一步,为解决全球能源危机带来了新的希望。

来源: Science Daily, Science Advances, Chinese Academy of Sciences