德国仿星器聚变反应堆首次产生等离子体



德国仿星器聚变反应堆首次产生等离子体

【世界核新闻网站2015年12月16日报道】 经过一年多的技术准备和测试，文德尔施泰因7-X仿星器近期首次成功产生氦等离子体。

文德尔施泰因7-X位于德国格赖夫斯瓦尔德（Greifswald）的马克斯·普朗克等离子体物理研究所（IPP），是世界上最大的仿星器聚变反应堆，2005年4月开始组装，2014年4月完成建设。之后，启动了运行准备工作，并依次完成了每个技术系统——真空容器、冷却系统、超导线圈及其产生的磁场、控制系统以及加热装置和测量系统——的测试。

2015年12月10日，操作团队在控制室开启了磁场，并首次启动了电脑操控的试验控制系统。它将约1毫克氦气送入真空等离子体容器并接通1.3 MWt的短脉冲微波加热。安装的摄像头和测量装置可以观察到第一批等离子体。

首次等离子体放电持续了十分之一秒，温度达到约一百万摄氏度。下一个任务是延长等离子体放电的持续时间，并研究使用微波产生和加热氦等离子体的最佳方法。

项目负责人托马斯·克林格表示：“我们的研究从惰性气体氦气产生的等离子体开始。我们不会转向真正的研究对象即氢等离子体，直至明年（2016年）。”他补充说：“这是因为氦气更容易实现等离子体状态。而且，还能用氦等离子体清洗等离子容器表面。”

文德尔施泰因7-X使研究人员能够在稳定条件下研究高能等离子体。

文德尔施泰因7-X是一座仿星器聚变反应堆，它与英国欧洲联合环（JET）或法国在建的国际热核聚变实验堆（ITER）等托卡马克聚变反应堆不同。虽然两者均利用磁约束来实现受控核聚变，但托卡马克是一种环形容器，而仿星器是扭曲的8字形。采用这种形状是为了解决托卡马克面临的问题：其内环磁场比外环磁场更强，导致粒子脱离轨迹，撞上磁场壁。

文德尔施泰因7-X将在不采取主动冷却的前提下运行两年。在此期间，它能够以1 MWt运行约50秒，或者以8～10 MWt运行5～10秒。之后，设备将关停18个月，届时将配备热通量高达10 MWt/m2的主动冷却偏滤器。这将使文德尔施泰因7-X充分发挥完全稳定状态的能力。

文德尔施泰因7-X项目投资约为3.7亿欧元（4.08亿美元），投资方包括联邦政府、州政府以及欧盟。

（赵 宏译 伍浩松校）