仿星器，顧名思義就是對恆星的模仿。其本質是一種核聚變反應研究設備。核聚變反應堆是利用兩種類型的氫原子實現運行氘和氚，並將這些氣體注入約束艙內。隨後。科學家們對其施加能量，從而使這些氫同位素原子的電子脫離原子，形成電漿，此過程會釋放出巨大的能量。強大的磁場會阻止這些電漿接近艙壁，這種強大磁場是採用包裹約束艙的超導線圈以及存在於這些電漿中的電流產生的。
基本介紹
- 中文名：仿星器類型核反應堆
- 外文名：Star reactor type nuclear reactor
- 套用學科：能源工程
- 範疇：工程技術
概述,發展歷程,
概述
仿星器的概念最早在1951年，由當時在美國普林斯頓大學工作的著名物理學家萊曼·斯皮策 （Lyman Spitzer）提出。但在當時，人們普遍認為這種設計太過複雜，利用20世紀中期的材料技術難以克服這些困難。而現在，隨著超導材料和其他新型材料的出現，研究人員相信他們現在終於能夠把當年斯皮策的天才構想變為現實。
發展歷程
2015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，並將其加熱到電漿，就可以有效地模擬了太陽內部的環境。這台代號為“Wendel stein 7一X”的所仿星器自該設備開始研發以來，就有人們質疑其究竟何時能開展工作並產生正確的磁場，但研究人員在過去數月中對“wendel stein 7一X”實施的多次試驗證明，這台仿星器能夠實現預期目標。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。”
世界許多國家科學家都在努力嘗試核聚變技術的利用，而德國“wendel stein 7一X”（或簡寫為“W7一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，儘管這項技術的實際運用還需數十年的努力，但成功後的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磁場來控制電漿，而仿星器的運行則是依靠一種扭曲的3D磁場。
研究人員一直在尋找一個重要問題的答案，即仿星器核聚變裝置能否產的磁場，而這個磁場在仿星器中是唯一負責控制電漿並使其發生核聚變的事物，但隨著美國能源部普林斯頓電漿物理實驗室的物理學家薩姆一拉澤爾森協同德國科學家對“w7一X”實施的多次試驗結果，如今證明了仿星器在未來核聚變反應堆中是可行的。設計方案中的“w7一x”並不會直接產生任何能量。薩姆——拉澤爾森表示，“我們已經證實所建立的磁場可以達到正常運行的設計要求。”不過，“w7一x”在接下來數年中，將繼續測試核聚變裝置要面對的極端環境。
仿星器核聚變反應堆是將熾熱的電漿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電漿，在類似甜面圈形狀的設備中進行聚變反應。於20世紀50年代由前蘇聯物理學家發明托卡馬克聚變反應堆被認為建造相對容易。但是仿星器的扭曲結構可以幫助其更好地控制電漿，以及運行風險較小，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。
