新模型讓核聚變逃逸電子減速
核聚變反應(yīng)堆中的逃逸電子達(dá)到一定能量后能摧毀整個(gè)反應(yīng)堆。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)20日?qǐng)?bào)道,瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)全新模型,利用數(shù)學(xué)描述和等離子體模擬,預(yù)測(cè)核聚變反應(yīng)堆中逃逸電子在各種條件下的能量及能量變化,設(shè)計(jì)出為逃逸電子減速的更好方法。這一發(fā)表在最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上的研究論文,使得人類向建成真正實(shí)用的核聚變反應(yīng)堆更近了一步。
核聚變能是一種不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳排放的清潔能源,其比需要重金屬分裂的核電更安全,因?yàn)槿绻司圩兎磻?yīng)堆出現(xiàn)問題,整個(gè)過程會(huì)自動(dòng)停止,溫度也會(huì)逐漸下降,不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成危險(xiǎn)。而且核聚變所需要的燃料很輕,所需原材料也是普通的海水。 但是為模擬太陽的熱核聚變過程,需要滿足高壓和近1.5億攝氏度的高溫這一嚴(yán)苛的條件,否則逃逸電子會(huì)突然加速,導(dǎo)致反應(yīng)堆裝置被破壞。瑞典查爾姆斯理工大學(xué)博士研究生林妮·赫斯露和同事這次設(shè)計(jì)出全新模型,可用來識(shí)別逃逸電子并為其減速。她們還用新模型證明,通過注入氦氣或氬氣等氣態(tài)重離子,能有效為逃逸電子減速。赫斯露解釋說,逃逸電子與離子核內(nèi)的電荷碰撞后,速度會(huì)下降,多次這類碰撞就會(huì)讓逃逸電子的速度降到可控范圍內(nèi),從而讓核聚變過程持續(xù)進(jìn)行。 50多年來,核聚變能研究取得了巨大進(jìn)展,但全球至今還沒有建成一座商業(yè)化核聚變能發(fā)電廠。現(xiàn)在,世界都將希望寄托在“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)”!霸S多人相信核聚變能會(huì)最終實(shí)現(xiàn),但其成功可能比登陸火星還難。它需要的1.5億攝氏度的高溫,比太陽的最中心還要熱。”赫斯露說。 |