“W7-X”仿星器磁場強度達設計峰值誤差不到十萬分之一
點擊： 作者：記者 來源：科技日報 發(fā)布時間:2016-12-06 16:24:19
試驗呈現(xiàn)的表面磁場線(《自然·通訊》雜志供圖)
科技日報北京12月5日電 (記者聶翠蓉)美國能源部(DOE)普林斯頓等離子體物理實驗室(PPPL)官網(wǎng)4日發(fā)布公告稱,該實驗室物理學家薩姆·拉澤爾松與德國科學家合作證實,核聚變裝置代號“W7-X”的仿星器能產(chǎn)生與設計值完全一致的高強磁場。實驗中獲得的磁場強度偏離設計值的誤差不到十萬分之一,這一結果成為驗證仿星器用作核聚變模型的關鍵一步。
仿星器概念最早于1951年由著名物理學家萊曼·斯皮策提出,從上世紀70年代開始,大多數(shù)核聚變研究聚焦于另一國際熱核聚變裝置——托卡馬克。
兩者都是將氘、氚原子注入反應堆密封裝置再進行“點火”,但托克馬克裝置提供的是對稱二維磁場,這種設計存在安全隱患,釋放的強大磁場有可能擊毀整個反應堆。而仿星器用彎曲的三維磁場將高溫等離子體封閉,磁場完全來自外部線圈,不會出現(xiàn)突然中斷的離子體電流,從而更加安全實用。
W7-X由德國馬克斯普朗克等離子體物理研究所負責建成,是目前全世界最大、設計最復雜、“版本”最新的仿星器。PPPL是與德方合作的主要美方實驗室,負責設計有5個谷倉門大的調(diào)整線圈,這些線圈能調(diào)控并測量W7-X的磁場強度。
拉澤爾松團隊開展了其中一半驗證W7-X磁場強度的實驗。為測量磁場強度,他們沿著磁場線發(fā)射電子束,再用熒光棒切斷磁場線,從而獲得整個磁場表面的橫截面。
拉澤爾松激動地說:“就我們所知,不論是核聚變裝置還是磁場拓撲測量,之前都沒有取得十萬分之一這樣高精確度匹配值。”
他們在發(fā)表于《自然·通訊》雜志上的論文中表示,等離子束理論和超強計算等技術為仿星器帶來全新機遇,W7-X能否為“仿星器是提供核能的最適合概念”做出注解,再過幾年,等離子體物理學會給出最終結論。
責任編輯：向太陽
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