一億度高溫下運行20秒！韓國“人造太陽”KSTAR刷新紀錄

據物理學家組織網近日報道，韓國超導托卡馬克先進研究(KSTAR)中心宣布，在與首爾國立大學(SNU)和美國哥倫比亞大學的聯(lián)合研究中，成功讓等離子體在超過1億攝氏度高溫下連續(xù)運行了20秒!比2019年的時間(8秒)延長了2倍以上，創(chuàng)下新世界紀錄。這一成果有望促進可控核聚變反應從夢想走向現實。

KSTAR是一款超導核聚變裝置，也被稱為韓國“人造太陽”。在2018年的實驗中，KSTAR首次讓等離子體在1億攝氏度的高溫下持續(xù)運行(等離子體只有被加熱到1億攝氏度以上才可能實現可控核聚變)，時間約為1.5秒。KSTAR的最終目標是，到2025年讓等離子體在超過1億攝氏度的高溫下連續(xù)運行300秒。

為在地球上模擬太陽內部發(fā)生的核聚變反應，科學家們必須將氫同位素放在類似KSTAR這樣的聚變裝置內，制造出離子和電子分離的等離子狀態(tài)，且離子必須加熱并保持在極高溫度下。迄今也有其他聚變裝置能讓等離子體在1億攝氏度或更高溫度下持續(xù)運行，但持續(xù)時間都未曾超過10秒，這是正常導電器件的工作時長極限，在如此高的溫度下很難讓等離子體長時間保持穩(wěn)定。

在2020年的實驗中，KSTAR改進了去年研發(fā)的“內部傳輸勢壘”(ITB)模式，成功獲得了最新進展。

KSTAR研究中心主任尹思潤(音譯)解釋說：“等離子體在1億攝氏度高溫下長時間運行所需的技術，是實現核聚變能的關鍵，KSTAR此次的成功將是獲得長時間高性能等離子體運行所需技術的保障——這些技術是未來商業(yè)核聚變反應堆的關鍵。”

KSTAR于去年8月開始運行該設備，并將其等離子體生成實驗持續(xù)到12月10日，共進行110次等離子體實驗，其中包括高性能等離子體運行和等離子體中斷緩解實驗等。除在高溫等離子體運行方面取得成功外，KSTAR中心還參與了國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)相關研究。

總編輯圈點

童謠中，孩子們唱“種太陽”;現實里，科學家在造太陽。如果能實現可控核聚變，人類就能實現“能源自由”。多么巨大的誘惑，多么宏偉的愿景，多么艱難的歷程!在如此高的溫度下，運行時間每延長一些，離人類造太陽的夢想就近一些。本文最后提到，韓國的這家研究中心，參與了ITER的相關研究。ITER是一個規(guī)模巨大、影響深遠且耗資不菲的國際科技合作項目，中國也參與其中。該計劃的實施結果，可能將影響人類從根本上解決能源問題的進程。