德國仿星器聚變反應堆首次產生等離子體

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德國仿星器聚變反應堆首次產生等離子體

【世界核新聞網站2015年12月16日報道】 經過一年多的技術準備和測試，文德爾施泰因7-X仿星器近期首次成功產生氦等離子體。

文德爾施泰因7-X位于德國格賴夫斯瓦爾德（Greifswald）的馬克斯·普朗克等離子體物理研究所（IPP），是世界上最大的仿星器聚變反應堆，2005年4月開始組裝，2014年4月完成建設。之后，啟動了運行準備工作，并依次完成了每個技術系統——真空容器、冷卻系統、超導線圈及其產生的磁場、控制系統以及加熱裝置和測量系統——的測試。

2015年12月10日，操作團隊在控制室開啟了磁場，并首次啟動了電腦操控的試驗控制系統。它將約1毫克氦氣送入真空等離子體容器并接通1.3 MWt的短脈沖微波加熱。安裝的攝像頭和測量裝置可以觀察到第一批等離子體。

首次等離子體放電持續了十分之一秒，溫度達到約一百萬攝氏度。下一個任務是延長等離子體放電的持續時間，并研究使用微波產生和加熱氦等離子體的最佳方法。

項目負責人托馬斯·克林格表示：“我們的研究從惰性氣體氦氣產生的等離子體開始。我們不會轉向真正的研究對象即氫等離子體，直至明年（2016年）。”他補充說：“這是因為氦氣更容易實現等離子體狀態。而且，還能用氦等離子體清洗等離子容器表面。”

文德爾施泰因7-X使研究人員能夠在穩定條件下研究高能等離子體。

文德爾施泰因7-X是一座仿星器聚變反應堆，它與英國歐洲聯合環（JET）或法國在建的國際熱核聚變實驗堆（ITER）等托卡馬克聚變反應堆不同。雖然兩者均利用磁約束來實現受控核聚變，但托卡馬克是一種環形容器，而仿星器是扭曲的8字形。采用這種形狀是為了解決托卡馬克面臨的問題：其內環磁場比外環磁場更強，導致粒子脫離軌跡，撞上磁場壁。

文德爾施泰因7-X將在不采取主動冷卻的前提下運行兩年。在此期間，它能夠以1 MWt運行約50秒，或者以8～10 MWt運行5～10秒。之后，設備將關停18個月，屆時將配備熱通量高達10 MWt/m2的主動冷卻偏濾器。這將使文德爾施泰因7-X充分發揮完全穩定狀態的能力。

文德爾施泰因7-X項目投資約為3.7億歐元（4.08億美元），投資方包括聯邦政府、州政府以及歐盟。

（趙 宏譯 伍浩松校）