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新设计为下一代聚变电厂提出了解决方案

设计实用的聚变电站时,最大的问题之一就是找到一种安全有效的方法来冷却它。麻省理工学院的研究人员已经提议使用高温超导磁体从反应堆中排出危险的热量,《科学日报》的一篇文章说。

他们的设计具有紧凑的聚变反应堆和易于接近的内部腔室。放热机构的零件可以轻松地换入和换出腔室。

麻省理工学院教授丹尼斯·怀特(Dennis Whyte)领导了研发新冷却系统的研究团队。他解释说,他们的方法比现有的消除核聚变产生的巨大热量的方法更为有效。(相关:物理学家阐明了磁通量抽运的过程,以促进聚变能的发展。)

寻找冷却聚变反应堆的更好方法

数十年来,融合动力一直有望提供大量清洁和可持续的动力。该过程的燃料是锂和重氢,这两种很常见的元素可以从海水中提取。

主动聚变反应堆会产生大量能量。该输出的百分之八十是中子,加热围绕等离子体的材料的“毯子”。反过来,从毯子散发出来的热量将驱动涡轮机,从而产生电能。

剩余的20%采用的是捕获在等离子体内部的实际热量。在熔化整个反应器之前,必须将其从聚变室中除去。

等离子体会变得像太阳一样热。它将熔化与之接触的任何人造材料。如此强大的电磁体可用于使等离子体远离聚变室的内壁。另一组磁体为等离子体的热量从腔室逸出生成了一条路径。该磁性侧腔称为“分流器”。

负责产生转向器的次级电磁线圈位于初级线圈的外部。这些线圈更大,更强,因此它们的磁场可以到达聚变室内。

但是,次级磁体的精确度远低于初级线圈。它们的强劲输出会干扰产生足够大且有效的热转向器。

钢铁侠ARC反应堆的真实版本在这里

进入麻省理工学院(MIT)的新反应堆设计。先进,坚固和紧凑(ARC)的反应堆被认为是在不久的将来实现实用聚变能力的最佳选择。

ARC设计能够匹配其较大的前代产品的功率输出。它也比早期的反应堆小。小尺寸和高输出的结合使其非常热,因此它需要最佳的冷却系统。

较早的聚变反应堆使用两组独立的固态电磁线圈,而ARC反应堆则使用分段安装的磁体。较小的部分更容易拆卸以进行维修或更换。

尽管ARC电抗器尺寸较小,但它有足够的空间将次级磁体安装在初级线圈内部。由于次级线圈现在位于更靠近融合室的位置,因此可以使它们比初级线圈小得多。

反过来,它们较小的尺寸增加了它们形成和成形磁场的精度。次级线圈可以产生更长,更大的偏滤器,该偏滤器可以处理ARC反应堆产生的更多热量。

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