德国W7-X核聚变装置刷新世界纪录,长时间运行能力获重大突破!
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2025-06-06 13:20:31

德国格赖夫斯瓦尔德的马克斯·普朗克等离子体物理研究所近期宣布,其运营的Wendelstein 7-X(W7-X)核聚变装置在欧美科研团队的共同努力下,取得了突破性进展。这一全球顶尖的恒星仿真器在关键性能指标“三重乘积”上,刷新了世界纪录,展现了在长时间维持等离子体稳定性方面的卓越能力。

所谓的“三重乘积”,是评估核聚变反应能否持续进行的重要指标,它涉及到等离子体的密度、温度以及约束时间三个参数的乘积。在最新一轮名为OP 2.3的实验中,W7-X装置成功地将三重乘积维持在最高水平长达43秒,这一成就标志着该装置在长时间运行能力上取得了显著飞跃。

尽管在短时间放电领域,如日本的JT60U和欧洲的JET等托卡马克装置依然保持领先,但W7-X在持续运行能力上的突破无疑具有重大意义。这一成果不仅展示了恒星仿真器在实现稳定可控核聚变方面的巨大潜力,更为未来商用聚变电站的实现奠定了坚实基础。

此次实验能够取得如此显著的成绩,离不开一项由美国橡树岭国家实验室研发的新型颗粒注入技术的支持。该技术通过向等离子体内持续注入毫米大小的冷冻氢颗粒,有效解决了长时间运行过程中燃料补充的难题。在本次实验中,共成功注入了约90个氢颗粒,同时借助高效微波加热系统,使等离子体温度攀升至超过2000万摄氏度,局部峰值温度甚至接近3000万摄氏度。颗粒注入与加热过程的精准配合,确保了能量利用效率的最大化。

除了刷新三重乘积纪录外,W7-X在本次实验中还取得了两项重要进展。一方面,单次放电所转化的能量提升至1.8吉焦,刷新了此前记录;另一方面,在整个等离子体区域内,压力与磁场压力之比首次达到3%,为实现未来聚变电站所需的4%至5%水平提供了切实可行的路径。这些数据的取得,意味着W7-X正在逐步接近实现稳定、高效核聚变的工程可行性门槛。

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