突发特讯!中科院合肥物质科学研究院郑重宣布:中国“人造太阳”突破密度极限方法,引发美西方高度关注

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清晨的实验室里,EAST装置正在进行第122254次实验。当监测屏上等离子体密度突破理论极限的曲线持续延伸时,科研人员紧握的拳头终于松开——这个被学界预言"绝对无法跨越"的密度禁区,首次出现了"自由

  清晨的实验室里,EAST装置正在进行第122254次实验。当监测屏上等离子体密度突破理论极限的曲线持续延伸时,科研人员紧握的拳头终于松开——这个被学界预言"绝对无法跨越"的密度禁区,首次出现了"自由通行"的绿灯。

  密度极限:悬在聚变头上的达摩克利斯之剑

  在托卡马克装置中,等离子体就像个叛逆的青少年。当密度达到某个临界值,它会突然"暴走"挣脱磁场束缚,将相当于闪电能量的粒子流砸向装置内壁。这个被称为格林瓦尔德极限的魔咒,困扰了全球聚变研究60年。

  中科院合肥研究院的团队发现,问题的关键竟藏在不起眼的钨靶板上。传统设计中,高能粒子撞击靶板产生的钨杂质,就像往等离子体里撒沙子,会触发连锁反应导致约束失效。而通过精确调控靶板角度和材料配比,他们成功将杂质溅射率降低47%,相当于给等离子体戴上了"防毒面具"。

  PWSO理论预言的神奇吻合

  当实验数据与PWSO理论预测曲线重叠时,现场爆发出欢呼。这个由我国学者提出的原创理论,首次在实验中验证了"密度自由区"的存在——就像在悬崖边发现新大陆,等离子体不仅能安全跨越传统极限,还能在更高密度下保持稳定。

  具体来看,突破后的等离子体密度达到每立方米3.5×10^19个粒子,比原极限提升20%,约束时间延长至403秒。这些数字意味着,未来聚变堆的燃料利用率有望提高30%,相当于用同体积反应堆多产出两座三峡电站的功率。

  从"跟跑"到"领跑"的技术突围

  这项突破背后是40年的技术积累。EAST装置上的2000多项专利,构建起"超导磁体编织笼,纳米钨甲御烈焰"的防护体系。最新采用的梯度纳米结构钨铜合金,能承受20兆瓦/平方米的热负荷——相当于在指甲盖上抵挡10个火箭发动机的尾焰。

  值得注意的是,中国环流器二号M装置已实现2.5兆安培等离子体电流,离子温度达1.5亿度。这些参数全部采用自主技术,包括头发丝细的超导线材、抗干扰的朗缪尔探针系统,真正实现了从材料到设备的全链条突破。

  聚变之光离我们还有多远?

  当EAST实现1亿度1066秒运行时,有人形容这就像"用蛛丝兜住熔岩"。如今密度极限的突破,则相当于给这个熔岩球再注入高压气体。下一步,中国聚变工程实验堆将整合这些技术,向500兆瓦净能量增益的目标冲刺。

  正如太阳用引力约束等离子体,人类正用智慧构建磁笼。从EAST到ITER,每一次突破都在改写能源史的进程。或许不久的将来,当孩子们问"电从哪里来",答案会是:"看,天上有个太阳,地里也有一个。"

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