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中国“人造太阳”EAST突破密度极限! 关键比喻:核聚变发电就像 “烧一个永远不会灭的超级煤球”,煤球是氘氚,热量是电能,EAST 是 “练手炉”,帮我们学会怎么安全、稳定地烧这个煤球,还不把炉子烧穿。 二、密度极限:核聚变的 “天花板”,困扰学界 50 年! 1. 啥是密度极限? 简单说,就是等离子体的 “浓度” 不能太高,超过一个临界值就会 “炸炉”—— 等离子体约束突然失效,温度瞬间暴跌,甚至可能损坏装置 这个 “天花板” 叫格林沃尔德密度极限,是 1988 年美国科学家发现的铁律:密度太高,装置内壁的金属杂质会被 “烤” 出来,混进等离子体边界,像 “在滚烫的油锅里泼冷水”,引发辐射不稳定性连锁反应,导致整个约束系统崩溃。 2. 为啥密度极限是发电的 “拦路虎”? 核聚变的能量输出公式是:能量 ∝ 密度 ² × 温度 × 约束时间 你品,你细品 ——密度是平方项! 密度翻倍,能量输出直接翻 4 倍!之前因为有天花板,我们只能在 “低密度区” 玩,就算温度和时间再长,总能量也上不去,没法满足发电的 “能量收支平衡”(输出能量要大于输入能量). 三、中国科学家的 “神操作”:怎么突破这个天花板? 1. 找到 “病根”(理论突破) 中科院团队搞出了边界等离子体与壁相互作用自组织(PWSO)理论模型,发现:密度极限不是 “天生的”,而是边界杂质搞的鬼,不是等离子体内部的问题中国科学院! 2. 开出 “药方”(实验验证) 团队用了两套 “组合拳”,在 EAST 上首次证实了 “密度自由区” 的存在: 精准保洁:用电子回旋共振加热 + 预充气协同启动,给等离子体边界 “洗澡”,减少金属杂质溅射 自我调节:让等离子体和装置内壁 “和谐共处”,形成 “自组织系统”,自动控制杂质数量,就像给炉子装了个 “智能温控器” 关键突破:以前只能在 “密度极限谷” 里小心翼翼地走,现在找到了 “密度自由区” 这条新路 —— 在这个区域里,密度可以更高,还不会炸炉! 四、对老百姓的意义:离 “电费自由” 又近一步! 1. 短期(5-10 年) 为国际热核聚变实验堆ITER和中国CFETR 示范堆提供核心技术,少走 50 年弯路 #人造太阳 #可控核聚变 #五哥新观察 #热点新闻事件
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