德國仿星器核聚變裝置試驗成功

人類一直在探索太陽，一般認為太陽構造情況是：1·太陽的內部主要可以分為三層：核心區、輻射區和對流區。2·太陽的核心區域半徑是太陽半徑的1/4，約為太陽構造整個太陽質量的一半以上。太陽核心的溫度極高，達到1500萬℃，壓力也極大，使得由氫聚變為氦的熱核反應得以發生，從而釋放出極大的能量。這些能量再通過輻射層和對流層中物質的傳遞，才得以傳送到達太陽光球的底部，並通過光球向外輻射出去。太陽中心區的物質密度非常高。每立方厘米可達150克。太陽在自身強大重力吸引下，太陽中心區處於高密度、高溫和高壓狀態。是太陽巨大能量的發源地。 太陽中心區產生的能量的傳遞主要靠輻射形式。太陽中心區之外就是輻射層，輻射層的範圍是從熱核中心區頂部的0.25個太陽半徑向外到0.71個太陽半徑，這裡的溫度、密度和壓力都是從內向外遞減。從體積來說，輻射層占整個太陽體積的絕大部分。 太陽內部能量向外傳播除輻射，還有對流過程。即從太陽0.71個太陽半徑向外到達太陽大氣層的底部，這一區間叫對流層。這一層氣體性質變化很大，很不穩定，形成明顯的上下對流運動。這是太陽內部結構的最外層。是而德國的仿星器核聚變裝置據稱可有效的模擬太陽內部環境。也就是說仿星器可以控制離子體，使其發生核聚變。

德國馬克斯-普朗克研究所科學家開始啟動一種新型大型核聚變反應堆--「仿星器」。

氫在仿星器「Wendelstein 7-X」內部加熱。仿星器利用一個複雜的磁性線圈系統來限制並引導等離子體進行聚變反應。

德國馬克斯-普朗克研究所核聚變研究中心。

在仿星器中，等離子體被外部的磁性線圈所控制。磁性線圈在內部的真空室周圍產生扭曲磁場線。

仿星器「Wendelstein 7-X」產生的等離子體，它主要由氦組成，溫度高達100萬攝氏度。在接下來數年中，「W7-X」將繼續測試核聚變裝置中將要面對的極端環境。

仿星器「Wendelstein 7-X」位於德國，造價約10億歐元，它可以產生恆星內部的極端環境。　　據國外媒體報道，去年，德國馬克斯-普朗克研究所科學家開始啟動一種新型大型核聚變反應堆--「仿星器」。根據設計思路，研究人員只需向其中注入少量的氫，並將其加熱到成為等離子體，就可以有效地模擬了太陽內部的環境。這台所謂仿星器的代號為「Wendelstein 7-X」。自該設備開始研發以來，人們一直在質疑其究竟何時能夠按預期目標開展工作，併產生正確的磁場。在過去數月中，研究人員對「Wendelstein 7-X」實施的多次試驗證明，這台仿星器能夠實現預期目標。

世界許多國家科學家都在努力嘗試核聚變技術的利用，德國「Wendelstein 7-X」(或簡寫為「W7-X」)仿星器的試驗則是其中最典型的代表之一。核聚變技術的擁護者認為，這項技術的實際運用儘管還需數十年的努力，但一旦成功，仿星器將能夠完全取代化石燃料和傳統的核裂變反應堆。未來的核聚變反應堆主要分為兩大類型，一種是托卡馬克核聚變裝置，另一種就是仿星器核聚變裝置。在托卡馬克核聚變反應堆中，只需要利用一個2D磁場來控制等離子體，而仿星器的運行則是依靠一種扭曲的3D磁場。

在過去數月中，美國能源部物理學家薩姆-拉澤爾森協同德國科學家對「W7-X」實施了多次試驗。研究人員得到的試驗結果可以證明仿星器在未來核聚變反應堆中是可行的。既然仿星器已經啟動，研究人員一直在尋找一個重要問題的答案，即它能否產生一個正確的磁場。這個磁場在仿星器中非常關鍵，它是仿星器中唯一負責控制等離子體並使其發生核聚變的事物。科學家們最新試驗成果發表於《自然通訊》上。

研究項目負責人薩姆-拉澤爾森來自美國能源部普林斯頓等離子體物理實驗室。拉澤爾森表示，「我們已經證實，我們所建立的磁場可以達到設計的要求去正常運行。」根據設計方案，「W7-X」自身並不會直接產生任何能量。在接下來數年中，「W7-X」將繼續測試核聚變裝置中將要面對的極端環境。在去年12月的首次試驗中，研究人員使用的是氦，因為它比氫更容易加熱。研究人員介紹說，「幾個月所取得的試驗成果是仿星器研究過程中的重大進展，它展現了複雜的、精密的磁場結構。」

仿星器也是一種核反應堆，但是它沒有托卡馬克聚變反應堆應用廣泛。仿星器將熾熱的等離子體限制於扭曲的磁場中進行聚變反應。托卡馬克聚變反應堆則是利用強大的電流引導等離子體在一個油炸圈餅形狀的設備中進行聚變反應。托卡馬克聚變反應堆於上世紀50年代由前蘇聯物理學家發明。一般認為，托卡馬克反應堆建造相對容易。仿星器的扭曲結構可以幫助其更好地控制等離子體。此外，仿星器運行風險較小，不像托卡馬克反應堆那樣容易出現內部電流突然中斷現象，造成聚變反應立即停止。聚變反應可以提供近乎無窮無盡的能量，從而終結依賴化石燃料發電的歷史。

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