中安在线、中安新闻客户端讯 “如果把‘人造太阳’比作一个大锅炉，那么我的工作就是往里面加燃料，我们戏称自己是‘挖煤工’。”在合肥综合性国家科学中心能源研究院，紧凑环项目组负责人叶扬告诉记者，往这个燃烧着的亿度高温的巨大锅炉里添燃料，难度是非常大的。
普通的“充气方式”送燃料，在核聚变装置面前完全失效，叶扬解释道：“核心温度上亿度，磁场强到几个特斯拉，如果用吹气方式，燃料还没烧起来就被瞬间反弹走。”由于聚变燃料氘、氚，尤其是氚非常昂贵，这种“浪费式”的加料是不可接受的。
为了解决燃料根本“挤”不进去的问题，该实验室研发了一套基于电磁弹射原理的加速系统。叶扬打了个比方：“就像航母上电磁弹射飞机一样，我们把‘飞机’无限缩小，变成等离子体状态，在极短的距离内把它弹射出去。”
在这个微型电磁弹射中，叶扬所在团队还遭遇了“卡脖子”，系统的核心难点在于控制加料的精准度——在几百公里每秒的超高速下，把燃料落点控制在五厘米误差以内，全凭电源系统的毫厘调控。
“以前我们核心的半导体开关得买国外的，不仅贵还被卡过脖子。”叶扬透露，实验室后来联合中国中车等国内单位，自主研发了固态半导体开关。这种开关不仅能在微秒级爬升几十千安电流，最关键是不会损坏，实现了从单发点射到高频连发的跨越。“这就是从单发的步枪，进化成了能连发的机关枪，可以‘哒哒哒’不停地往里打子弹，维持聚变燃烧。”
目前，该技术不仅服务于目前的托卡马克装置，其紧凑化原型机已与相关机构合作，未来有望应用于深空探测领域。（记者 张毅璞）
来源： 中安在线
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