欧洲的jet等大型装置都已多次实现并稳定维持了远超过1亿度
中性束注入和射频波加热的技术已经非常成熟。
同时,提高等离子体密度本身并不特别困难,当然,密度不能无限提高,既要足够高以产生足够的聚变反应,又不能高到破坏等离子体的稳定和约束,它是一个重要的操作挑战,但并非最根本的瓶颈。
最核心的瓶颈还在于足够的能量约束时间,
它衡量的是等离子体保持其热能的能力,可以理解为,如果关闭所有外部加热,等离子体的能量需要多长时间会散失掉。
这个时间必须足够长,让聚变产生的能量,主要是α粒子能够弥补能量损失,并实现自持燃烧。
这也是现实实验中遇到的问题最多的场景,等离子体是由带电粒子组成的,其行为极其复杂,充满了湍流,这些湍流会导致能量和粒子以极高的速度横越磁力线,从等离子体核心泄漏到边缘,最终撞到壁上散失掉。
除了微观湍流,还有宏观的磁流体不稳定性,如elms、撕裂模等,这些不稳定性会瞬间破坏磁面结构,造成巨大的能量爆发性损失。
当然,还有诸如能量约束时间大致与装置尺寸的平方成正比,只要把装置做得足够大,就能得到还不错的能量约束时间。
但装置越大,成本是呈指数上升的,并且系统越复杂,控制也越困难,这同样是个需要平衡的变量。
尤其是在如今高温超导研究还陷入瓶颈的情况下,想要控制一个巨大的磁体系统也同样是挑战巨大的事情。
等离子体研究所的east虽然能在高温高约束模式下运行很久,超过千秒,但其能量约束时间仍然较短,这也是east的能量增益远小于1的原因。
当然,east也是有巨大现实意义的,他告诉所有可控核聚变研究者,反应堆能够维持长时间反应,验证稳态运行技术,解决“长时间约束”的问题,为未来反应堆的连续运行积累技术和经验。
不过想要真正投入商业,千秒显然是还不够的,至少需要以年为单位才行。
同时,为了获得更长的约束时间,托卡马克通常运行在h模下。
h模下等离子体边缘会自发形成一个输运壁垒,极大地减少了能量泄漏,但h模也带来了新的问题,边缘局域模,这是一种周期性的、破坏性的能量爆发,对材料构成巨大威胁。
陈辉选择从等离子体湍流问题入
点击读下一页,继续阅读 模拟空心菜 作品《天才学霸?我只是天生爱学习》第291章 让全世界数学家学习中文