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德國核融合技術重大突破!恆星器創下新紀錄 邁向永續能源新紀元

德國馬克斯·普朗克等離子體物理研究所(IPP)的Wendelstein 7-X恆星器在最新實驗中創下核融合新紀錄,為實現商業化、近乎無限的清潔能源邁出關鍵一步。這項突破性進展讓科學界對未來能源前景更加樂觀。

核融合技術被視為解決能源危機的終極方案,其原理是將氫同位素在極高溫下碰撞,形成超高溫電漿並融合成更重的原子,同時釋放巨大能量。雖然恆星內部能自然維持這種反應,但在地球上重現這種極端條件面臨巨大技術挑戰。

相較於傳統的託卡馬克反應爐,W7-X採用的恆星器設計更接近太陽運作原理。它利用強大的外部磁場來控制環形真空室內的高能電漿,維持穩定高壓狀態。這種設計不需像託卡馬克那樣透過電漿傳導高電流來產生磁場,因此在商業化應用上更具潛力。

最新實驗中,W7-X在電漿維持時間等多項指標上,超越了日本已退役的JT60U和英國JET託卡馬克反應爐的紀錄。特別值得關注的是,研究團隊成功將三乘積(電漿密度、融合溫度和能量約束時間的乘積)提升至新高度,這個關鍵指標直接關係到核融合能否實現能量淨增益。

實驗團隊開發的新型燃料顆粒注入器發揮了重要作用。在43秒內以每秒800公尺(相當於子彈速度)向電漿注入90個冷凍氫顆粒,配合預設程式的微波加熱脈衝,使電漿峰值溫度達到攝氏3,000萬度,大幅延長了電漿穩定維持時間。

此外,在6分鐘的執行中,反應能量轉換達到1.8千兆焦耳,打破該裝置2023年2月創下的1.3千兆焦耳紀錄,甚至超越中國EAST託卡馬克今年稍早的表現。這些成果充分展現恆星器技術的發展潛力。

IPP恆星器加熱與最佳化部門主管Robert Wolf強調:「這些紀錄不僅是數字,更是驗證恆星器概念的重要里程碑,展現了國際合作的卓越成果。」這項突破讓科學界距離實現「人造太陽」的夢想又近了一步。