Wendelstein 7-X，2021 年 11 月。

世界上最大、最強大的仿星器，被稱為 Wendelstein 7-X，將從今天起在格賴夫斯瓦爾德的馬克斯普朗克等離子體物理研究所 (IPP) 恢復實驗運行。

2023 年 2 月，該仿星器曾因運行時間長達 8 分鐘、輸出功率達 1.3 千兆焦耳而登上頭條新聞。

實驗結束后，文德爾斯坦 7-X 已按計劃關閉并進行了維護。根據 IPP 的新聞稿，仿星器還增加了幾個新模塊。

新的實驗階段 OP2.2 將于今日開始。Wendelstein 7-X 的一些改進包括增加了更新的控制和數據采集系統，以及更多的等離子體診斷機制。

研究團隊致力于提高現有系統的可用性和可靠性，并為了同一目的進行了系統的故障模式分析。

仿星器和核聚變

仿星器概念是由普林斯頓大學的萊曼·斯皮策于 1951 年發明的。

在追求安全、清潔和可再生能源的過程中，仿星器已成為科學家認為可以實現商業規模聚變能的技術之一。

仿星器是一種利用磁場將等離子體限制在環形結構中的機器。美國能源部稱，這些磁場使科學家能夠控制等離子體粒子并為聚變創造合適的條件。

與托卡馬克相比，仿星器的主要優勢包括：需要注入的能量更少，就能維持等離子體;設計靈活性更高;可以簡化等離子體控制的某些方面。

Wendelstein 7-X 是世界上最大的仿星器型聚變裝置。其目標是確定仿星器是否可用于商業規模生產能源。

文德爾斯坦 7-X 的主體組裝于 2014 年完成，第一束等離子體于 2015 年 12 月 10 日產生。

2023 年 2 月 15 日，研究人員使用 Wendelstein 7-X實現了1.3 千兆焦耳的能量周轉率。這比轉換前達到的最佳值(75 兆焦耳)高出 17 倍。

能量周轉率達到 1.3 千兆焦耳，平均加熱功率為 2.7 兆瓦，放電持續時間為 480 秒。這也是 Wendelstein 7-X 的新紀錄，也是全球最佳紀錄之一。

Wendelstein 7-X 的升級用于新的實驗階段

該設備的兩個最顯著的改進是增加了一個加熱元件(回旋管)，它可以通過微波向等離子體中產生超過 1 兆瓦的功率。

接下來是增加一個新的穩態顆粒噴射器。

新聞稿稱：“它用于確保向等離子體中供應氫粒子，這是實現核聚變發電廠的重要一步。顆粒噴射器產生長棒狀的冷凍氫，每隔幾分之一秒定期從中切出小顆粒，然后像吹管一樣在高壓下將它們射入等離子體。”

實驗的目的是逐步提高產生的等離子體的性能參數。

IPP 主任托馬斯·克林格教授表示： “我們正在逐步提高加熱功率。 一方面，我們的目標是仔細測試 W7-X 碳壁上的熱負荷極限。另一方面，我們想了解等離子體中湍流控制的傳輸過程以及熱量和粒子的排放。”

W7-X 團隊的目標并不是創下等離子體持續時間的新紀錄，而是提高能量吞吐量。

“我們的目標是在高等離子體溫度下實現長脈沖。這就是我們現在正在研究的。”克林格補充道。

實驗階段 OP2.2 將從 2024 年 9 月持續到 12 月，隨后是 OP2.3，從 2025 年 2 月持續到 5 月。隨后將進行定期維護暫停，并于 2026 年 8 月至 12 月在 OP2.4 下恢復實驗，隨后于 2027 年 2 月至 5 月在 OP2.5 下恢復實驗。