
聚变产物与持续时间的关系,显示了劳森准则的进展。(图片来源:Dinklage 等人,2024 年,马克斯·普朗克等离子体物理研究所)
在核聚变中,三重乘积(也称为劳森标准)定义了核聚变反应产生的能量超过维持聚变反应所需能量的临界点。最近,德国文德尔斯坦7-X仿星器在其最新的OP 2.3实验中创下了新纪录,这得益于美国能源部橡树岭国家实验室开发的冷冻氢颗粒注入器。借助该注入器,仿星器能够在微波加热新注入的颗粒的同时维持等离子体超过43秒。
尽管W7-X团队后来获悉,最近退役的英国JET托卡马克在其最后一次运行(迄今为止尚未公布)中也取得了类似的三倍增能,但值得注意的是,JET托卡马克的等离子体体积是后者的三倍。更大的等离子体体积使得实现这一目标变得更加容易,因为其固有的热量损失更少,这无疑使得W7-X的成就更加引人注目。
三重乘积只是衡量商业核聚变进展的众多方法之一, 正如我们之前所报道的,聚变反应堆需要考虑低约束模式和高约束模式、ELM 等等离子体不稳定性以及格林沃尔德密度极限等因素。在这方面,仿星器似乎也比托卡马克更有优势,而基于 W7-X 的所有经验教训,拟议的SQuID 仿星器设计可能会超越托卡马克。
上图:Wendelstein 7-X 真空容器内部。(图片来源:马克斯·普朗克等离子体物理研究所 Jan Hosan)