1.2亿摄氏度下坚持101秒，我国打破韩国核聚变创下的世界纪

5月28日，我国具有“人工太阳”之称的先进超导托卡马克又打破了纪录，在1.2亿摄氏度度下成功运行了101秒，在1.6亿摄氏度度下运行了20秒。

2017年，它在5000万摄氏度下运行了100秒。2018年11月，它在1亿摄氏度下运行了10秒，这在其时是一项世界纪录。不过，韩国超导托卡马克在2020年11月的时分，以1亿摄氏度20秒的成果抢走了咱们的纪录。此次打破，咱们又从韩国手中夺回归于咱们的纪录。

核聚变的困难

太阳中心每时每刻都在发生核聚变，可是在地球上，失去了强壮的引力之后，要坚持核聚变变得十分困难。原子核中的质子带正电，假如要把两个质子交融在一起，那么它需求战胜两者之间的静电力。一般情况下，这是不能做到的，可是，假如咱们将温度进步，使质子的运动速度增快到必定的水平，那么它们就能战胜静电力磕碰在一起。

在这极点的温度下，电子和原子核别离，构成了等离子体。它变得十分淡薄，密度大约是咱们呼吸的空气的一百万分之一。虽然在高温下离子的运动速度变快，可是淡薄的环境也很难让两个离子磕碰在一起。

别的，坚持如此高温也是十分困难的。现在，托卡马克选用磁束缚来束缚等离子的方位。可是，中子不带电，不受磁场的操控，它会径自地撞向设备的壁板。因而核聚变发生的80%的能量都会被中子所带走，但这些能量也会用来发电。

因而，要完成核聚变的发生，有必要满意三个条件：极高的温度、满意的等离子密度以及满意的时刻束缚。运用现有技能，最简单满意这三个条件的是氢的两个同位素：氘和氚。

虽然有许多轻元素都能够完成核聚变，可是氘和氚的作用是最好的。氘是一种广泛存在于水中且无害的资源，依据数据显现，每立方米海水中就含有33克的氘。氚是一种快速衰变的元素，在自然界中的存量微乎其微。可是，能够运用锂来发生氚。托卡马克设备的壁板有锂包层，当中子撞向锂包层的时分，它们就会彼此作用发生氚。

等离子束缚与加热

这些高温等离子假如不加以操控，那么它将弥散在整个设备之中，构成设备结构被高温熔化。自20世纪60年代以来，科学家就开端研讨束缚等离子的办法，而托卡马克一般运用的是磁束缚的办法。

在托卡马克设备中，会有不同类型的磁场以奇妙的方式组合在一起，构成一个环形磁场。而等离子领会沿着这些磁力线跋涉，因而它们会被束缚在环形空间中，然后避免与设备墙面触摸。

除此之外，改变的磁场还会发生高强度电场。这些电场会激起离子彼此磕碰，磕碰的“阻力”发生热量进步反响温度。可是，当温度升高的时分，这种“阻力”会下降，因而温度无法持续升高。运用这种办法加热，等离子体温度并不能超越1亿度，因而有必要要有外部加热办法：中性束注入。

在托卡马克外部，有一设备能够将带电的氘离子加快到很高的水平，然后经过另一设备去除电荷，最终再把经过处理后的高能中性粒子注入中心。经过高速磕碰，这些中性粒子的能量会很快传给等离子体，使其温度不断上升。经过这种办法，能够向内部输入百万瓦等级的加热功率，使其温度超越1亿度。


事实上，还有另一种使用高频电磁波的加热办法，它能够将温度进步到1.5亿摄氏度以上。它就像微波炉加热食物相同，把电磁波的能量直接传递给等离子体。