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科技前沿
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新模型讓核聚變逃逸電子減速

來源： 科技日報
作者：南皮縣產(chǎn)學研科技成果轉(zhuǎn)化服務中心
日期： 2017-06-25
【字號 大 中 小】

 

核聚變反應堆中的逃逸電子達到一定能量后能摧毀整個反應堆。據(jù)物理學家組織網(wǎng)20日報道，瑞典查爾姆斯理工大學的研究團隊創(chuàng)建了一個全新模型，利用數(shù)學描述和等離子體模擬，預測核聚變反應堆中逃逸電子在各種條件下的能量及能量變化，設計出為逃逸電子減速的更好方法。這一發(fā)表在最新一期《物理評論快報》雜志上的研究論文，使得人類向建成真正實用的核聚變反應堆更近了一步。
　　核聚變能是一種不會產(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，因為如果核聚變反應堆出現(xiàn)問題，整個過程會自動停止，溫度也會逐漸下降，不會對周圍環(huán)境造成危險。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苛的條件，否則逃逸電子會突然加速，導致反應堆裝置被破壞。瑞典查爾姆斯理工大學博士研究生林妮·赫斯露和同事這次設計出全新模型，可用來識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，速度會下降，多次這類碰撞就會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)進行。
　　50多年來，核聚變能研究取得了巨大進展，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“國際熱核聚變實驗堆（ITER）”。“許多人相信核聚變能會最終實現(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。
 

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