科普作家硬核科普!终极能源“人造太阳”到底是什么?(7)
2024-09-26 来源:飞速影视
我只能零星引用一些它的参数,供读者了解中国环流器二号A(HL-2A)的规模。
首先它的产生的磁场比地磁场强1万倍。其次,它产生的等离子体威力有多强?他们曾经做过等离子体导出实验:直径10厘米、厚两厘米的铜圆盘,被等离子体击中,不到一秒钟就消失了。并不是被气化了,而且是铜盘被等离子化了。
另外,上千万度乃至一亿度的等离子体温度是通过间接方法测量出来的。因为没有仪器可以测量这样的高温。
普通的燃煤锅炉运行一段时间后,需要熄火打扫炉膛,清除里面的废渣。这台燃烧核聚变燃料的“锅炉”也是这样。科研人员会用辉光放电“打扫”真空室内部。
温度那么高的等离子体在运行,所有物体固态物质不是都被气化了吗?怎么还会有固体杂质呢?其实等离子体的核心温度有上千万度乃至上亿度,但是边缘温度会被控制得很低,只有上千度。否则真空腔内壁也会被熔化。
目前内壁是碳材料,碳耐高温,但活性炭也善于吸附杂质,所以会有等离子体与内壁作用生成的杂质附着在上面,影响实验精度,需要清除。要知道,一丁点杂质就会产生雪崩效应,使得等离子体形态与运动方式发生剧烈变化,结果就是高速粒子轰击到内壁,破坏真空腔。
这么复杂的装置,一定做过很多次核聚变实验吧?
是的,听工作人员讲解,从2003年至2019年,该装置共放电33000次。但每次放电平均时长只有两秒钟。所以,16年来实验总时长还不到24小时(86,400秒)。真正的发电厂可是要24小时不间断运行的。
参观时,该装置自然没有运行,所以我好奇地问工作人员,装置运行时的感官体验是什么样的?
他说,从视觉上来看,只能用摄像头对准真空腔上开的玻璃小窗口,从屏幕上看到里面的情况——红色的火焰——并不感觉温度有多高。
至于振动?并没有。但由于实验时磁场启动,而且等离子体高速运行时也会产生电磁场,所以这些金属设备里面会产生涡电流,被这些磁场吸引,金属会产生巨大的扭力,但这些力肉眼是看不到的。因此核聚变装置对于材料学的要求是非常高的。
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