题图:OpenStar Technologies公司位于惠灵顿附近的聚变反应堆内部。图片来源:OpenStar Technologies
(《澳纽网》综合编译)在一个靠近惠灵顿的普通仓库里,一个宏大的科学梦想正在被付诸实践。由毛利科学家拉图·马泰拉博士(Dr Ratu Mataira)创立的本土公司OpenStar Technologies,正致力于解决我们这个时代最棘手的问题之一:摆脱对化石燃料的依赖。而他们给出的答案,是被称为“人造太阳”的核聚变技术。
OpenStar Technologies创始人兼首席执行官Ratu Mataira。 图片:OpenStar Technologies
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什么是核聚变?终极的清洁能源解决方案
核聚变是为太阳和其他恒星提供能量的源泉。它通过在极高的温度和压力下,将氢的同位素等轻原子核挤压在一起,使其融合成更重的原子核(如氦),并在这一过程中释放出巨大的能量。
物理学家汤姆·沃特斯博士站在ITER超热等离子体产生装置前表示,核聚变有望提供无限的清洁能源。图片:卡尔·史密斯/ABC科学
与会产生长期放射性废料的核裂变(目前核电站的技术)不同,核聚变被誉为终极的清洁能源,有望为人类提供取之不尽的能量——前提是,科学家们能够攻克在地球上实现并控制它的巨大技术难题。
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新西兰的独门秘籍:“悬浮偶极磁体”技术
目前,全球对核聚变的研究主要分为两大流派:一派使用强大的激光,另一派则使用强大的磁场来约束超高温的等离子体。
例如,美国的国家点火实验室(NIF)使用激光,并已实现了“点火”(即聚变反应产生的能量超过了输入的能量)。而由35个国家合作、位于法国的国际热核聚变实验反应堆(ITER)项目,则采用被称为“托卡马克”(tokamak)的环形磁场约束装置。但ITER项目进展缓慢且成本不断攀升,最新的投运日期已推迟至2034年。
核聚变发生在像太阳这样的恒星中。现在,科学家们想要在地球上重现这一能量产生过程。图片:NASA/戈达德太空飞行中心/SDO
与此同时,全球涌现出数十家私营公司,希望能在这场竞赛中抢占先机。OpenStar Technologies正是其中之一,而他们的“独门秘籍”源自新西兰本土的科研突破。
OpenStar采用的是一种独特的“悬浮偶极磁体”(levitated dipole)设计。简单来说,就是让一个极其强大的超导磁体,悬浮在一个巨大的真空室内。这个悬浮的磁体能产生强大的磁场,像一个无形的笼子一样,将数亿摄氏度的聚变等离子体牢牢地约束在适当的位置。
直径5.2米的悬浮偶极子反应堆反应室已准备就绪,将通过反应堆顶部送入OpenStar Technologies公司。图片:OpenStar Technologies
值得骄傲的是,该公司使用的部分磁体材料和电源设计,都源于惠灵顿本地的顶尖科研机构——罗宾逊研究所(Robinson Research Institute)的开创性研究。OpenStar的60名员工中,有许多人曾在该研究所接受培训或工作,创始人马泰拉博士本人也是在该研究所获得的博士学位。
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已实现“首次点火” 下一步挑战磁体悬浮
在OpenStar位于Ngauranga Gorge的厂房里,一个直径5.2米的巨大钢制真空室格外引人注目。去年10月下旬,团队在这里实现了一个重大的里程碑——“首次点火”(first plasma)。
他们成功地在一个有支撑的磁体帮助下,将氦等离子体在真空室内加热并约束在30万摄氏度的高温下长达20秒。
OpenStar Technologies悬浮偶极子设计示意图。图片来源:OpenStar Technologies
他们的下一个关键步骤,将是挑战在磁体完全悬浮的状态下,重复并超越这一成就。
尽管前路漫漫,但马泰拉博士对他们的技术充满信心。他表示,尽管像麻省理工学院(MIT)剥离出来的美国竞争对手已经与谷歌等科技巨头签署了未来的电力购买协议,但他相信OpenStar已经“很好地进入了赛道”。“我们认为,只要我们能保持足够快的速度并取得我们需要的进展,我们就能有效地追上其他概念的进度。”
(综合RNZ报道)
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