best365体育最新版本：美国家核聚变实验室将重生但未来几年仍会落后中国

据美国科学杂志网站2月6日报导，在历时5年，斥资9400万美元展开升级后，普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）物理学家在2016年重新启动了国家球形圆环实验（NSTX）。美国PPPL的NSTX试验装置但是在运营仅有10周之后，就由于一个线圈的短路造成NSTX再度重开。

这对于实验室来说是雪上加霜。在1980年代，PPPL运营过多台机器，雇佣了将近1300名员工，并领导了全球对利用核聚变这种跟太阳一样原理的能量源的执着。1994年，PPPL有史以来仅次于的托卡马克核聚变试验反应堆（TFTR）一段时间产生了10.7兆瓦的功率，直到现在这仍是美国的最低记录。

但美好时光并没持续，数年来，美国国会缩减了能源部（DOE）的核聚变支出，并重开了TFTR。2003年，美国重新加入了在法国卡达拉奇附近修建的大型国际核聚变反应堆ITER的工作，这一允诺使美国国内的核聚变研究显得更为艰难。2008年，DOE中止了PPPL的另一座未完成的核聚变反应堆，造成实验室领导层的改组。

现在，PPPL享有560名员工。它的一台大型机器NSTX在再次发生故障3年后正处于闲置状态。

但是现在机会来了。经过多年的DOE审查，PPPL研究人员预计将在今年4月开始修复NSTX。一年前，美国国家科学，工程和医学研究院（NASEM）的一份报告呼吁美国不仅要坚决ITER（这是一个支出相当严重延误而且工程进度领先于计划的工作），而且还要打算在ITER之后再行生产类似于的装置。这将是一座原型发电厂，比ITER更加小，更加低廉，而PPPL可能会在修建中起主导作用。

美国物理学家们正在将PPPL视作美国核聚变计划命运的领头羊，该计划在全球公开发表核聚变研究中所占到的份额已降到六分之一。然而，实验室在市府的道路上依然面对障碍。NSTX装置外观类似于外星飞船。

这座两层楼的球体坐落于在一个由管道和电缆构成的茧中，其主磁体的红色线圈从拱门中飞向。在球体内部，铜板和石墨砖衬砌成银色的壁。在运营过程中，一种稠密的等离子体，被冷却到1亿摄氏度，比太阳的核心还冷，被流经到真空室中。流经的微波和摇动的磁场不会冷却并断裂等离子体，并使其在腔室内每秒转动40，000次。

等离子体是由氘，氢的较轻同位素构成的，其目标是使氢超过能核聚变构成氦的温度和压力。这些反应获释能量，这些能量被权利飞行中的中子拿走。

用氚（更加轻的氢同位素）替换某些氘，可使反应谦和。这种核聚变可获取非常丰富的无碳能源，产生的放射性废物很少。在过去的半个世纪中，这种前景在过去半个世纪里照亮了PPPL。

然而，在2019年10月的一个飘雨的周一清晨，实验室出现异常安静。世界上几种主要的托克马克核聚变试验装置在DOE重开TFTR之后，PPPL研究人员研发了两种具备有所不同优势的，更加小更加保守的装置：NSTX和NCSX。

NSTX是更加常规的设计。传统的托卡马克具备甜甜圈的形状。但是像NSTX这样的球形圆环类似于一个带上芯的苹果。2001年，PPPL开始展开另一项取名为“国家紧凑型恒星发生器实验（NCSX）”的工作。

然而，到了2008年，也就是它应当已完成的一年之后，它的成本完全减少了两倍，超过1.7亿美元。DOE中止了该项目。然后是NSTX升级后的告终，其目的是使其磁场强度加倍。

调查找到，除了线圈短路以外，NSTX还有许多问题。目前在PPPL，第一项工作是使NSTX新的运营。PPPL研究人员早已开始生产新的零件，并计划在2021年夏季开始运行NSTX。

2018年12月的NASEM的报告呼吁美国在2030年代修建一个原型发电厂，作为ITER的继任者。利用高温超导体做成的强力电磁线圈等创意技术，紧凑型试验工厂（CPP）将比ITER（一家斥资250亿美元的庞然大物）更加小，更加低廉。

创建CPP的敦促有可能有助空缺PPPL的困难。还有钱的问题。NASEM的报告拒绝在美国展开的核聚变研究每年减少2亿美元，国会将DOE的核聚变能源科学支出从2019财年的5.64亿美元减少到今年的6.71亿美元。

但是所有这些减少将得益于国际热核实验填（ITER），国会否不会之后减少核聚变支出还有待仔细观察。中国环流器2号M是目前除了ITER装置外最先进设备的核聚变试验装置目前除了国际合作的ITER装置外，最先进设备的核聚变试验装置就是中国的“环流器2号M”装置，计划在2020年投入使用。

该装置的等离子体温度即将超过2亿摄氏度。显然，美国PPPL的装置在未来几年还不会领先于中国。

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