43 秒奇迹：全球最强仿星器 Wendelstein7-X 刷新可控核聚变纪录

IT之家 6 月 6 日消息，科技媒体 phys 于 6 月 3 日发布博文，报道称全球最强大的恒星仿真器（stellarator）型核聚变装置 Wendelstein 7-X（简称 W7-X）于 5 月 22 日，在德国格赖夫斯瓦尔德的马克斯・普朗克等离子体物理研究所（IPP）完成了最新实验活动。

在欧美科学家的通力合作下，W7-X 在核聚变物理的关键参数“三重乘积”（triple product）上创下世界纪录，超越了以往托卡马克（tokamak）装置在长时间等离子体维持方面的表现。

IT之家注：三重乘积（triple product）是指在核聚变反应中，等离子体的密度（n）、温度（T）和约束时间（τ）三者的乘积，是核聚变反应达到“点火”状态的关键指标，点火状态指的是反应能够自维持而不需要外部能量输入。

在 5 月 22 日结束的 OP 2.3 实验活动中，W7-X 国际团队在长时间等离子体放电中取得了三重乘积的世界纪录。当天，他们将这一关键聚变参数维持在巅峰值长达 43 秒，超越了托卡马克装置在类似时间段内的最佳表现。

尽管日本的 JT60U 和欧洲的 JET 等托卡马克装置在短时间放电中仍保持领先，但 W7-X 在长时间等离子体维持上的突破尤为重要。IPP 运营负责人 Thomas Klinger 教授表示，这一成就显著展示了 W7-X 的潜力，是迈向电站级恒星仿真器的重要一步。

该纪录的背后，其中一项关键，就是美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）研发的新型颗粒注入器（pellet injector），该设备通过向等离子体中持续注入毫米级的冷冻氢颗粒，实现长时间的燃料补给。

在实验中，43 秒内注入了约 90 个氢颗粒，同时强大的微波加热系统将等离子体温度提升至超过 2000 万摄氏度，峰值达 3000 万摄氏度。此外，颗粒注入与加热的精准协调，成为实现最佳能量平衡的关键。这一技术对未来聚变反应堆延长等离子体维持时间至数分钟具有重要意义。

OP 2.3 活动中，W7-X 还取得了两项重要突破：能量转换量提升至 1.8 吉焦（GJ），超过 2023 年 2 月的 1.3 吉焦，略高于中国 EAST 托卡马克的 1000 秒放电纪录；等离子体压力与磁场压力的比值首次在全体积范围内达到 3%，为未来电站所需的 4-5% 奠定基础。