近日,新奥集团旗下的球形环聚变实验装置“玄龙-50U”传来喜讯,该装置成功实现了全球首次氢硼等离子体高约束模(H模)放电,这一成果在聚变研究领域引起了广泛关注。

“玄龙-50U”此次实验所取得的数据令人瞩目。在高约束模状态下,等离子体电子密度和电子温度相较于低约束模有了显著提升,均提高了1倍。同时,等离子体储能和能量约束时间也大幅提升,约是低约束模的1.5倍。而高约束模的“三乘积”更是较低约束模提升了约10倍,这一系列数据充分证明了“玄龙-50U”在加热和控制能力方面已经达到了国际先进水平。
高约束模作为国际热核聚变实验堆(ITER)及未来商用聚变堆的基准运行模式,具有不可替代的重要性。其独特之处在于等离子体边界能够自发形成能量输运壁垒,这一特性可以有效减少等离子体能量和粒子的流失,使得等离子体的密度、温度以及能量约束时间得到显著提高,从而为聚变反应提供更加稳定和优越的环境。
在聚变技术的研究中,氢硼聚变路线因其独特的优势而备受瞩目。氢硼聚变反应无中子产生,这意味着在反应过程中不会产生大量的中子辐射,降低了对设备和环境的危害。同时,氢和硼作为燃料,在地球上储量丰富且易于获取,成本相对较低,因此被业界认为是最具商业化潜力的聚变技术方向之一。然而,氢硼聚变也面临着巨大的挑战,即实现聚变反应需要更高的“三乘积”。
新奥“玄龙-50U”在实验中采用了创新的方法,使用30%的乙硼烷和70%的氢气作为工作气体,并注入硼粉,使等离子体中硼含量达到约10%。通过这一系列操作,成功证实了氢硼等离子体和高约束模的兼容性,实现了稳定可重复的氢硼等离子体高约束模放电。这一成果不仅为氢硼聚变反应破解高“三乘积”的难题提供了有效的解决方案,还积累了关键的实验数据。
这些实验数据不仅为新奥下一代氢硼聚变实验装置“和龙-2”的研发提供了直接的支持,也为ITER第一阶段实时硼化的高约束模研发提供了重要的参考。新奥“玄龙-50U”的成功,为我国在聚变研究领域赢得了国际声誉,也为全球聚变能的发展注入了新的动力。
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