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突破性新技术:X点辐射器助力托卡马克核聚变反应堆解决过热难题 核聚变反应堆作为一种能够通过将轻核结合形成较重核的过程来释放巨大能量的技术,备受瞩目。与核裂变不同,核聚变不会释放有害的温室气体,因此它被视为未来清洁能源的重要来源。然而,核聚变反应堆的挑战之一就是如何有效地管理由聚变反应产生的高温,尤其是托卡马克(Tokamak)这一设计中,如何避免高温损害设备,成为关键问题。 托卡马克是一种利用环形磁场来约束和加热等离子体(即超热、带电的气体)的设备,它能够为核聚变反应提供所需的环境。然而,由于核聚变反应释放的热量极为巨大,部分高温等离子体会与反应堆壁发生作用,导致设备的损坏,影响其耐久性与性能。 近日,洛桑联邦理工大学(EPFL)TCV托卡马克实验的研究人员发现了一种新的等离子体辐射形式,这种辐射能够有效避免托卡马克设备过热,帮助它们排放多余的热量,从而提高设备的整体性能。这个新方案被称为X点辐射器(X-Point Target Radiator,XPTR),其研究成果已发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。 关键技术突破 托卡马克反应堆中,“X点”是磁场线完全环形分布的地方,它在等离子体的塑形和引导热量方面扮演着核心角色。X点辐射器就是利用这一点,将大部分的等离子体热量转化为均匀的辐射,帮助将热量从核心区域引导出去。 研究团队提出,通过在X点附近引入一个辅助X点,可以进一步促进多余热量的去除,避免对托卡马克设备造成损害,进而提高设备的耐用性和运行效率。这项技术的独特之处在于,它不仅能够有效分散过量的热量,还能在不同的工作条件下保持良好的稳定性。
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