Wendelstein 7-X: tạo ra chuyển đổi năng lượng gigajoule trong 8 phút

• Thí nghiệm nhiệt hạch ở Greifswald, Wendelstein 7-X, đã đạt được một cột mốc quan trọng khi tạo ra plasma công suất trong 8 phút với chu chuyển năng lượng ở mức gigajoule.
• Sau khi tái khởi động thành công vào năm 2022, các nhà nghiên cứu đã vượt mục tiêu năm 2023 là chu chuyển năng lượng 1 gigajoule, đạt 1,3 gigajoule và lập kỷ lục mới về thời gian phóng điện.
• Wendelstein 7-X, stellarator hiện đại và lớn nhất thế giới, đã được trang bị làm mát bằng nước cho các phần tử thành vách và hệ thống gia nhiệt được nâng cấp trong 3 năm hoàn thiện.
• Hệ thống gia nhiệt được nâng cấp hiện có thể ghép vào plasma lượng công suất gấp đôi trước đây để cho phép vận hành thí nghiệm nhiệt hạch trong một dải tham số mới.
• Các nhà nghiên cứu đang cố gắng tăng dần các giá trị năng lượng mà không làm quá tải hoặc gây hư hại cho cơ sở.
• Chu chuyển năng lượng 1,3 gigajoule đạt được với công suất gia nhiệt trung bình 2,7 megawatt, và quá trình phóng điện kéo dài 480 giây, lập kỷ lục mới cho Wendelstein 7-X và là một trong những giá trị tốt nhất trên toàn thế giới.
• Việc gia nhiệt plasma gồm ba thành phần: gia nhiệt ion mới được lắp đặt, gia nhiệt bằng phun hạt trung hòa, và gia nhiệt vi sóng electron.
• Wendelstein 7-X sử dụng các tấm chắn diverter chịu nhiệt để phân tán dòng nhiệt lớn nhất và có thành trong được làm mát toàn diện, khác với bất kỳ cơ sở nhiệt hạch nào khác trên thế giới.
• Mục tiêu trong những năm tới là tăng chu chuyển năng lượng tại Wendelstein 7-X lên 18 gigajoule và duy trì plasma ổn định trong 30 phút.
• Mục tiêu cuối cùng của nghiên cứu nhiệt hạch là phát triển các nhà máy điện thân thiện với khí hậu và môi trường, tạo ra năng lượng từ sự hợp hạch của các hạt nhân nguyên tử tương tự như Mặt Trời.
• Viện Vật lý Plasma Max Planck đang theo đuổi con đường nhiệt hạch từ, trong đó plasma hydro loãng làm nhiên liệu được duy trì bởi từ trường trong buồng chân không để không tiếp xúc với thành bình lạnh.

[GN⁺]

Ý kiến trên Hacker News

• Wendelstein 7-X là một lò phản ứng stellarator, một phương án thay thế cho lò phản ứng tokamak hình bánh donut.
• Thiết kế stellarator hướng tới việc giải quyết vấn đề lực tự cảm từ của plasma bị suy yếu ở phần rìa ngoài của lò phản ứng tokamak.
• Stellarator giam giữ plasma theo dạng dải ruy băng và xoắn nó thành dạng Möbius.
• Về lý thuyết, thiết kế stellarator vượt trội hơn tokamak và được thiết kế để trung hòa lực JxB, trong đó J là dòng điện chạy qua plasma và B là từ trường dẫn plasma quanh thiết bị.
• Trong ngữ cảnh này, "chuyển đổi năng lượng" có nghĩa là lượng nhiệt trong thời gian phát xạ.
• Điện năng tạo ra từ lò phản ứng này sẽ được chuyển đổi thành điện có thể sử dụng, tương tự như cách nhiệt trong lò phản ứng phân hạch vận hành tua-bin.
• Dự án Wendelstein 7-X đã thành công trong việc vượt qua các thách thức về kỹ thuật và đang cho thấy tiến triển trong việc đặc trưng hóa và kiểm soát dòng hợp hạch.
• Wendelstein 7-X không tạo ra điện có thể sử dụng mà là bước đi đi trước lò phản ứng sản xuất.
• Dự án này đã thu hút sự chú ý và nhận được sự ủng hộ từ những người đam mê công nghệ trong hơn 10 năm qua.
• Có sự quan tâm tới tiến độ của các dự án hợp hạch khác như SPARC của Commonwealth Fusion Systems.
• Một số chỉ trích bao gồm kích thước lớn và mật độ công suất thể tích thấp của các lò phản ứng dựa trên stellarator.