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文德爾施泰因7-X

文德爾施泰因7-X（德語：Wendelstein 7-X）是德國馬克斯·普朗克等離子體物理學研究所（英語：Max Planck Institute of Plasma Physics）（IPP）在德國北部城市格賴夫斯瓦爾德建造的一台實驗性仿星器受控核聚變裝置。該設備於2015年10月建成[2]，其前身為「文德爾施泰因7-AS」（1988 - 2002年）裝置。其建造目的是為了測試運用仿星器技術實現核聚變的可能性，儘管其本身還並未達到實用階段。

文德爾施泰因7-X[1]
類型仿星器
位置 德國，格賴夫斯瓦爾德
技術規格
大半徑5.5 m
小半徑0.53 m
等離子容量30 m3
磁場3 T
等離子體加熱功率14 MW
德國文德爾施泰因7-X仿星器的磁面(黃色)和部分線圈(藍色)
文德爾施泰因7-X研究設施的入口，在格賴夫斯瓦爾德市。
超導饋送線被附着到超導平面線圈。
2012年5月的建造。可見的是環面，測試單元偏移，和橋式起重機。注意工人的比例尺度。
建造中的文德爾施泰因7-X

文德爾施泰因7-X是應用物理學家萊曼·史匹哲的智慧結晶的仿星器概念，所創建的最大的核聚變裝置。它計劃實現長達30分鐘的高約束等離子體放電連續工作，顯示了將來發電設備的一個基本特徵：連續運行[3]。

文德爾施泰因7-X的名稱來自於德國巴伐利亞州的一座山峰文德爾施泰因。其命名參照了之前普林斯頓大學的「馬特洪計劃」（Project Matterhorn），其中「馬特洪」之名則來源於阿爾卑斯山脈的另一座山峰馬特洪峰[4]。

該研究設施是與格賴夫斯瓦爾德大學的獨立合作項目。

歷史

該項目的德國撥款安排談判進行於1994年，從剛剛合併東德的東北角建立馬克斯·普朗克等離子體物理學研究所（英語：Max Planck Institute of Plasma Physics）（IPP）的格賴夫斯瓦爾德分院。它的新建築於2000年完成。仿星器的建設原本預計將於2006年建成。組裝開始於2005年4月。線圈的問題花了大約3年時間解決[5]。時間表滑落到2015年末[5][6][7]。

一個三座實驗室的美國財團（普林斯頓大學，橡樹嶺，和洛斯阿拉莫斯國家實驗室），成為該項目的合作夥伴，支付10.6億歐元最終總成本的之中的$750萬美元[8]。2012年，普林斯頓大學和馬克斯普朗克學會宣布了等離子體物理學的一個新的聯合研究中心[9]，包括對W7-X研究。

2014年5月20日落成典禮標誌建設階段的正式結束[10]。在容器檢漏一個時期之後，從2014年夏天開始，低溫恆溫器被抽空，並且磁鐵試驗是在2015年7月完成[11]。

第一運營階段（OP1.1）於2015年12月10日開始[12]。在當天，反應堆中成功地生產氦等離子體（1×106 K）下持續約0.1 s。該初始測試用約1 mg氦氣注射到抽空的等離子體容器，微波加熱被施加用一個短的1.3 MW的脈衝[13]。

2018年7月到11月的實驗中實現了100秒的放電時間[14]。

運營階段2（OP2）計劃在2021年底測試冷卻偏濾器（divertor）[15]。

時間軸

年份 事件
1980 規劃啟動[16][17]
1994 項目啟動
2005 組裝開始
2014 落成
2015 成功的氦等離子體測試在溫度1×106 K持續 ~0.1 s
2016 根據預期氫等離子體在溫度80×106 K持續0.25 s
2016年3月 結束OP1.1，開始升級階段
2017年6月 開始運營階段OP1.2
2018年6月 聚變產生6 x 1026 degree-second/m3[18]
2021[15](已計劃) OP2 (穩態運行?)

合作機構

德國

歐洲

美國

日本

參考文獻

  1. ^ Introduction – the Wendelstein 7-X stellarator （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Retrieved 2014-11-5.
  2. ^ Clery, Daniel. The bizarre reactor that might save nuclear fusion. sciencemag.org. Science Magazine. [25 October 2015]. （原始內容存檔於2015-12-28）. 
  3. ^ Clery, Daniel. The bizarre reactor that might save nuclear fusion. sciencemag.org. Science Magazine. [25 October 2015]. （原始內容存檔於2015-12-28）. 
  4. ^ WI-A, WI-B, WII-A, WII-B, W7-A: G. Grieger, H. Renner, H. Wobig, Wendelstein stellarators, Nuclear Fusion. 1985, 25 (9): pp. 1231,
    doi:10.1088/0029-5515/25/9/040
    （德文）     
  5. ^ 5.0 5.1 Klinger, Thomas. Stellarators difficult to build? The construction of Wendelstein 7-X (PDF). 2011-04-14 [2011-06-13]. （原始內容 (PDF)存檔於2016-03-04）.  53 slides - many photos
  6. ^ Arnoux, Robert. The stellarator renaissance. 2011-04-15 [2011-06-13]. （原始內容存檔於2016-03-03）. 
  7. ^ Jeffrey, Colin. Wendelstein 7-x stellarator puts new twist on nuclear fusion power. www.gizmag.com. October 25, 2015 [2015-10-27]. （原始內容存檔於2016-05-29）. 
  8. ^ US narrows fusion research focus, joins German stellarator. 2011-09-01. [永久失效連結]
  9. ^ Princeton, Max Planck Society launch new research center plasma physics. 2012-03-29 [2015-12-04]. （原始內容存檔於2016-03-04）. 
  10. ^ Milch, Isabella. Preparations for operation of Wendelstein 7-X starting. 2014-05-12 [2014-05-16]. （原始內容存檔於2021-02-28）. 
  11. ^ Magnet tests on Wendelstein 7-X successfully completed. 2015-07-07. （原始內容存檔於2015-07-16）. 
  12. ^ Wendelstein 7-X Newsletter No. 13 / April 2017 (PDF). （原始內容存檔 (PDF)於2021-03-08）. 
  13. ^ The first plasma: the Wendelstein 7-X fusion device is now in operation. Max Planck Institute for Plasma Physics. 10 December 2015 [10 December 2015]. （原始內容存檔於2021-01-12）. 
  14. ^ Successful second round of experiments with Wendelstein 7-X. Max-Planck-Gesellschaft. [2018-11-27]. （原始內容存檔於2020-11-24） （英語）. 
  15. ^ 15.0 15.1 Milch, Isabella. Wendelstein 7-X fusion device at Greifswald to be upgraded. 16 March 2020 [17 April 2020]. （原始內容存檔於2021-03-08）. 
  16. ^ W7-X milestones. [2019-03-03]. （原始內容存檔於2021-03-08）. 
  17. ^ Grieger, G.; Renner, H.; Wobig, H. Wendelstein stellarators. Nuclear Fusion. 1985, 25 (9): 1231–1242. ISSN 0029-5515. doi:10.1088/0029-5515/25/9/040. 
  18. ^ Wendelstein 7-X achieves world record. www.ipp.mpg.de. [2018-06-30]. （原始內容存檔於2020-11-12）. 

外部連結

 
維基共享資源上的相關多媒體資源：文德爾施泰因7-X

54°04′23″N 13°25′26″E / 54.073°N 13.424°E / 54.073; 13.424

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