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——僅需2微妙即可控制2.5MJ的核聚變溫度 德國漢斯多爾夫,2019年6月5日訊——核聚變一直被視為能源生產(chǎn)的終極目標。太陽(yáng)核心反應源于氫和氦原子結合時(shí)釋放出的能量。由于海水中的原子取之不盡且無(wú)廢料產(chǎn)生，科學(xué)家已經(jīng)花費數十億美元用于核聚變研究。然而，在地球上重現這種超高溫高壓的環(huán)境絕非易事。一家名為First Light Fusion (FLF)的英國公司開(kāi)創(chuàng )了核聚變新方式，預計在2024年實(shí)現能量增益，即聚變反應產(chǎn)生的能量超過(guò)維持聚變反應所需的能量。為了滿(mǎn)足核聚變所需條件，FLF進(jìn)行了“子彈”發(fā)射測試并以超高速度對準一個(gè)目標。為了達到非�？量痰木珳识纫�，FLF選擇了Spectrum儀器的32個(gè)數字化儀用于結果監測。 
機器3: 由192個(gè)電容器所組成的真空室 機器3作為電磁發(fā)射中的子彈，由6組電容器組成。這些電容器呈放射狀排列并被置于中央真空實(shí)驗室周?chē)�。這些電容器一分鐘可充電20萬(wàn)伏特，存儲電能排放不到2微秒并產(chǎn)生高達1400萬(wàn)安培的電流用以產(chǎn)生強大的磁場(chǎng)。磁場(chǎng)發(fā)射子彈的速度能達到每秒20公里，產(chǎn)生200KJ動(dòng)能。FLF去年進(jìn)行了三個(gè)分支的子彈發(fā)射測試，今年將成功擴展至6分支并投入實(shí)驗階段。每次放電需使用2.5MJ，相當于同時(shí)發(fā)生500次雷擊。公司迄今所取得的進(jìn)展使FLF有信心在2024年以前實(shí)現聚變增益，這堪稱(chēng)行業(yè)奇跡。
Spectrum儀器的32個(gè)256通道系統的數字化儀被內置于兩個(gè)Netbox內 FLF脈沖功率總監Paul Holligan解釋說(shuō):“為了實(shí)現聚變增益，我們的做法與行業(yè)非常不同。我們沒(méi)有使用搭建過(guò)程復雜且價(jià)格昂貴的激光或強磁場(chǎng)。通過(guò)選擇脈沖功率作為驅動(dòng)技術(shù)，極大的降低了我們的成本并簡(jiǎn)化了搭建的復雜性。實(shí)際操作中，我們面臨的挑戰就是如何設計和完善目標。為此，我們建立了獨特的IP，并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)我們的模擬和建模能力。這也標志著(zhù)我們的科研進(jìn)入了新的階段。除此之外，一種搭建簡(jiǎn)單且成本較低的清潔能源生產(chǎn)方法已經(jīng)指日可待。我們工作的驅動(dòng)力就是為子孫提供一個(gè)更加美好的地球�！� 產(chǎn)品設計中所面臨的挑戰之一是確保六個(gè)分支同步射擊的速度必須精確到納秒。電能存儲在192個(gè)成對排列的電容器中，96對電容器的每一對都由一個(gè)定制的開(kāi)關(guān)控制，用以阻擋電壓并傳輸巨大電流。子彈發(fā)射后，Spectrum儀器的M2i.4912數字化儀卡用于獲取每個(gè)電容器和開(kāi)關(guān)上獲取數百個(gè)診斷信息，并在支路上安裝許多探頭，方便讀取電流和電壓。32張數字化儀卡通過(guò)Spectrum的Star-Hub被連接在兩側，確保256個(gè)輸入通道的同步。未來(lái)如需增添更多通道，此配置提供了更多的靈活性。 Paul Holligan 補充道：“Spectrum儀器所提供的同步功能是我們選擇他們的一個(gè)關(guān)鍵原因。一切實(shí)驗都發(fā)生在納秒級，對發(fā)射和數據收集的精準度把控至關(guān)重要。每次發(fā)射都為我們提供了寶貴的數據，我們務(wù)必要選擇一款可靠的設備。通過(guò)行業(yè)的多家對比，Spectrum儀器不僅注重細節，還從產(chǎn)品設計上給予了我們極大的發(fā)揮空間。配以極具競爭力的產(chǎn)品價(jià)格，使Spectrum儀器毫無(wú)疑問(wèn)的成為了我們的首選�！�
進(jìn)行實(shí)驗的真空實(shí)驗室 FLF的創(chuàng )始人之一受到了手槍蝦的啟發(fā)。這種蝦通過(guò)敲擊的方式在水中敲出一個(gè)洞。當它們內爆形成等離子體時(shí)，這個(gè)洞就會(huì )變熱從而產(chǎn)生沖擊波并把獵物擊暈。FLF正是利用這一點(diǎn)來(lái)取締巨大的包容機制的復雜性，通過(guò)專(zhuān)注于管理內爆現象來(lái)創(chuàng )造與恒星核心溫度和壓力相匹配的溫度和壓力，從而產(chǎn)生聚變。慣性約束意味著(zhù)等離子體是由自身的慣性而不是磁場(chǎng)或激光維系在一起的，而磁場(chǎng)和激光都需要大量的能量來(lái)維持，這使得聚變增益更難實(shí)現。FLF系統只需要一小部分能量來(lái)運作，顯著(zhù)且有效地降低了聚變增益需要達到的能量產(chǎn)生閾值。 關(guān)于 First Light Fusion First Light Fusion是由倫敦大學(xué)學(xué)院機械工程系主任Yiannis Ventikos教授和牛津大學(xué)瑪格麗特夫人學(xué)堂前任工程學(xué)講師Nicholas Hawker博士共同創(chuàng )立。該公司自2011年7月從牛津大學(xué)剝離，并從IP Group、Parkwalk Advisors以及個(gè)人投資者處獲得種子資本。而后，又獲得了景順及OSI提供的后續基金。公司的業(yè)務(wù)已經(jīng)從一個(gè)重點(diǎn)大學(xué)的科研項目發(fā)展成為一家成熟的公司。目前，公司不僅為核聚變運作進(jìn)行了切實(shí)可行的戰略部署，還將其發(fā)展成為可持續的商業(yè)模式。該團隊由科學(xué)和工程領(lǐng)域的專(zhuān)家，以及擁有豐富管理經(jīng)驗的資深人士組成。憑借在人才方面的優(yōu)勢，公司在未來(lái)數十年的發(fā)展道路將一片光明。 關(guān)于Spectrum儀器 Spectrum儀器成立于1989年，通過(guò)模塊化設計開(kāi)發(fā)了500余款數字化儀及發(fā)生器產(chǎn)品，其中包括PC卡(PCIe和PXIe)，以及獨立的以太網(wǎng)單元(LXI)。過(guò)去30年間，Spectrum獲得了業(yè)內的廣泛好評，旗下產(chǎn)品被用于眾多行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)及一流大學(xué)。公司總部位于德國漢堡附近的漢斯多爾夫，憑借卓越的技術(shù)支持與客戶(hù)響應速度享譽(yù)全球。更多信息請訪(fǎng)問(wèn)www.spectrum-instrumentation.com。 |
