6 月 6 日消息，科技媒體 phys 于 6 月 3 日發(fā)布博文，報道稱全球最強(qiáng)大的恒星仿真器（stellarator）型核聚變裝置 Wendelstein 7-X（簡稱 W7-X）于 5 月 22 日，在德國格賴夫斯瓦爾德的馬克斯?普朗克等離子體物理研究所（IPP）完成了最新實驗活動。

在歐美科學(xué)家的通力合作下，W7-X 在核聚變物理的關(guān)鍵參數(shù)“三重乘積”（triple product）上創(chuàng)下世界紀(jì)錄，超越了以往托卡馬克（tokamak）裝置在長時間等離子體維持方面的表現(xiàn)。

注：三重乘積（triple product）是指在核聚變反應(yīng)中，等離子體的密度（n）、溫度（T）和約束時間（τ）三者的乘積，是核聚變反應(yīng)達(dá)到“點火”狀態(tài)的關(guān)鍵指標(biāo)，點火狀態(tài)指的是反應(yīng)能夠自維持而不需要外部能量輸入。

在 5 月 22 日結(jié)束的 OP 2.3 實驗活動中，W7-X 國際團(tuán)隊在長時間等離子體放電中取得了三重乘積的世界紀(jì)錄。當(dāng)天，他們將這一關(guān)鍵聚變參數(shù)維持在巔峰值長達(dá) 43 秒，超越了托卡馬克裝置在類似時間段內(nèi)的最佳表現(xiàn)。

盡管日本的 JT60U 和歐洲的 JET 等托卡馬克裝置在短時間放電中仍保持領(lǐng)先，但 W7-X 在長時間等離子體維持上的突破尤為重要。IPP 運(yùn)營負(fù)責(zé)人 Thomas Klinger 教授表示，這一成就顯著展示了 W7-X 的潛力，是邁向電站級恒星仿真器的重要一步。

該紀(jì)錄的背后，其中一項關(guān)鍵，就是美國能源部橡樹嶺國家實驗室（ORNL）研發(fā)的新型顆粒注入器（pellet injector），該設(shè)備通過向等離子體中持續(xù)注入毫米級的冷凍氫顆粒，實現(xiàn)長時間的燃料補(bǔ)給。

在實驗中，43 秒內(nèi)注入了約 90 個氫顆粒，同時強(qiáng)大的微波加熱系統(tǒng)將等離子體溫度提升至超過 2000 萬攝氏度，峰值達(dá) 3000 萬攝氏度。此外，顆粒注入與加熱的精準(zhǔn)協(xié)調(diào)，成為實現(xiàn)最佳能量平衡的關(guān)鍵。這一技術(shù)對未來聚變反應(yīng)堆延長等離子體維持時間至數(shù)分鐘具有重要意義。

OP 2.3 活動中，W7-X 還取得了兩項重要突破：能量轉(zhuǎn)換量提升至 1.8 吉焦（GJ），超過 2023 年 2 月的 1.3 吉焦，略高于中國 EAST 托卡馬克的 1000 秒放電紀(jì)錄；等離子體壓力與磁場壓力的比值首次在全體積范圍內(nèi)達(dá)到 3%，為未來電站所需的 4-5% 奠定基礎(chǔ)。