60多年來，科學家們一直夢想著掌握如太陽般制造能量的技術，獲得永不枯竭的清潔廉價能源形式：核聚變。直到今天，這一愿景仍似近實遠。但德國馬克斯普朗克研究所近日開啟的世界最大核聚變研究設備仿星器（Stellarator），有望加速核聚變時代的到來。

所謂仿星器，顧名思義，就是對恒星的模仿，實際上是一種核聚變反應裝置。仿星器通過模仿恒星內部持續不斷的核聚變反應，將等離子態的氫同位素氚和氘約束起來，并加熱至1億攝氏度的高溫，發生核聚變以獲得持續不斷的能量。

馬克斯普朗克研究所下屬的等離子體物理研究所10日宣布，用于研究核聚變反應的世界最大仿星器Wendelstein 7-X（W7-X）當天開始運行，并首次制造出氦等離子體。W7-X是世界上最大的仿星器聚變裝置，用來研究仿星器裝置應用于聚變電站的適用性和可行性。

這座受控核聚變裝置由馬克斯普朗克等離子體物理研究所承建，位于德國東北部城市格賴夫斯瓦爾德，項目投資達10億歐元，目前已投入約3.7億歐元。在經過9年的建造、超過100萬個工時的組裝之后，這一大型裝置的主要組裝工作于2014年4月完成。隨后，研究人員開始準備工作，對所有技術系統逐一進行測試。

12月10日當天，研究人員向W7-X內部的等離子體容器中注入大約一毫克氦氣，并打開微波加熱裝置，氦等離子體隨之產生。雖然W7-X首次制造出的氦等離子體放電僅持續十分之一秒，溫度達到了1000,000攝氏度，但研究人員對這一結果依然十分滿意，表示一切都在按計劃進行。對科學家們而言，下一個任務是延長等離子體的放電時間，并研究使用微波產生和加熱氦等離子體的最好方法。

我們從惰性氣體氦氣開始制造等離子體，明年才會換成真正的研究對象氫等離子體，項目主管托馬斯克林格爾（Thomas Klinger）說，因為將氦氣變成等離子體更為容易，我們還能用氦等離子體清潔容器表面。

12月10日當天，研究人員向W7-X內部的等離子體容器中注入大約一毫克氦氣，并打開微波加熱裝置，氦等離子體隨之產生。雖然W7-X首次制造出的氦等離子體放電僅持續十分之一秒，溫度達到了1000,000攝氏度，但研究人員對這一結果依然十分滿意，表示一切都在按計劃進行。對科學家們而言，下一個任務是延長等離子體的放電時間，并研究使用微波產生和加熱氦等離子體的最好方法。

我們從惰性氣體氦氣開始制造等離子體，明年才會換成真正的研究對象氫等離子體，項目主管托馬斯克林格爾（Thomas Klinger）說，因為將氦氣變成等離子體更為容易，我們還能用氦等離子體清潔容器表面。

可控核聚變一直被視為人類徹底解決能源危機的終極模式。核聚變反應所需的氚和氘在自然界中廣泛存在，1公斤核聚變原料產生的電能等同于1.1萬噸煤產生的電能。核聚變反應堆比目前核電站的核裂變反應堆產生的核廢料更少，放射性也會在短期內消失。

相比之下，核聚變反應堆最為常見的設計叫做托卡馬克裝置（Tokamak）。這種形似甜甜圈的裝置是呈圓形線圈的中空金屬結構，全球范圍內目前有超過36臺托卡馬克正在運行，歷史上曾建成過200多臺。當燃料在加熱到1.5億攝氏度以上時，就能形成高溫等離子體。

多年來，由于用來產生等離子體的磁線圈裝置優于目前正在運行的仿星器，托卡馬克裝置中一直被視為最具前景的人造太陽方式。同時，該類裝置也更易建成、能更理想地約束等離子體。但不容忽視的是，托卡馬克裝置也暴露出一些安全風險，比如當電流故障時，磁場就會立即崩潰。

這種崩潰會導致磁場力的釋放，并足以損壞反應堆。在發表于《科學》（Science）雜志的深度報告中，馬克斯普朗克研究所的科學家稱，W7-X裝置是一個更加實用的選擇，可以克服托卡馬克裝置存在的安全問題。

與托卡馬克相比，W7-X不但安全性更高，其最大特點是一次運行可以連續約束超高溫等離子體長達30分鐘，而托克馬克方式的這一約束時間最高紀錄僅為6分30秒。

實現對超高溫等離子體的長時間約束是反應堆設計領域的圣杯，這意味著控制核聚變的進程，也就是說可以控制核聚變的開始和停止，并隨時對反應速度進行調控。因此W7-X等仿星器設計方案被認為是未來核電站反應堆的發展方向。

更多精彩資訊請關注查字典資訊網，我們將持續為您更新最新資訊!