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“夸父”逐日再進一步

中國下一代“人造太陽” 關鍵系統通過驗收

2025年03月10日08:39 | 來源:成都日報
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原標題:“夸父”逐日再進一步

3月9日拍攝的聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施八分之一真空室及總體安裝系統主體平台。 新華社記者 周牧 攝

  系統研制水平及運行能力達到國際先進水平

  科研團隊歷時十年攻關,形成40余項發明專利

  中國下一代“人造太陽”又建成一項關鍵系統!記者9日從中國科學院合肥物質科學研究院獲悉,該院大科學團隊研制的聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施——八分之一真空室及總體安裝系統通過專家組測試與驗收,系統研制水平及運行能力達到國際先進水平。

  太陽發光發熱源於其內部的核聚變反應,“人造太陽”顧名思義,就是要造出一個“太陽”實現聚變發電。核聚變材料在地球上極為豐富,且排放無污染,被人們認為是打開“能源自由”之門的鑰匙。

  安徽合肥西北角,“夸父”聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施園區實驗廠房內,一個形似巨型“橘子瓣”的裝置巍然矗立,這就是剛通過驗收的八分之一真空室及總體安裝系統主體平台。它採用D形截面雙層殼體結構,總高20米,真空室殼體採用50毫米厚的超低碳不鏽鋼材料,重295噸。未來,8個這樣的“橘子瓣”合而為一,下一代“人造太陽”將在其中“燃燒”。

  “在聚變堆中,真空室是離堆芯最近的核安全屏障。它不僅能保障上億度等離子體在裝置中的運行,也為超導磁體提供安全屏障,對精度、焊接水准、磁導率等提出了超高要求。”中國科學院合肥物質科學研究院等離子體所研究員、八分之一真空室及總體安裝系統負責人劉志宏介紹,這一系統是聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施19項子系統中的關鍵一項,通過完成八分之一真空室的研發,團隊已完全掌握未來聚變堆完整的環形真空室的關鍵技術。

  從預研、研制、調試到正式建成並通過驗收,科研團隊歷時十年攻關,形成40余項發明專利。這一系統不僅為未來聚變堆主機真空室內部部件的安裝、檢測、調試和遙操作研究提供一個全尺寸的綜合實驗平台,相關技術還拓展應用於粒子加速器、精密機械、電子科技、半導體等領域。

  據介紹,隨著聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施各子系統相繼研制成功及投入運行,從基礎研究到技術驗証和工程應用的完整鏈條正逐步形成,為聚變堆的設計、建設、運行奠定了堅實的科學技術基礎。

  新聞延伸

  什麼是“人造太陽”?

  什麼是“人造太陽”?它是一種模擬太陽內部核聚變反應過程的裝置,通過控制和維持高溫等離子體運行,實現聚變反應來釋放巨大的能量,從而有望徹底解決人類能源問題,並深刻改變人類生產生活方式。核聚變能源具有原料豐富、安全高效、清潔低碳的獨特優點,用它來發電可提供近乎零碳排放的清潔能源。舉個例子,一升海水中提煉出來的氘與另外一種原料氚經過聚變反應釋放出的能量,相當於300升汽油燃燒的能量。

  核聚變能將如何改變人類生活?

  “人造太陽”最直接的應用,就是解決能源問題。那麼,這項研究將如何影響我們的生活呢?專家稱,如果人類能利用核聚變能,這將是顛覆性的變革。

  中國科學院合肥物質科學研究院等離子體所研究員龔先祖表示,最直接的關系是解決未來能源問題。如果有一天我們能真正利用核聚變能,我想可能世界上戰爭也要少許多,大家不為搶奪石油資源發動戰爭。更重要的一點,如果人類真正能夠利用核聚變能,應該說是一個巨大的革命。如果真正在實驗室能夠產生持續的核聚變能,能夠有穩定輸出,那將帶來對人類能源的一次革命。

  核聚變會不會對大氣環境造成影響?

  雖然是為了解決能源問題,也有網友疑問,核聚變研究會不會對大氣環境造成影響?人類真正想實現核聚變能代替傳統的化石能源,到底還有多遠的路要走呢?

  龔先祖表示,核聚變反應本身產生的生成物是氦,它是一個清潔能源,非常友好的,也是跟我們整個國家的要求,就是達到碳中和的目標是一致的。

  對全球來說,聚變的路確實是很長。但是隨著近20年的發展,特別是在我們等離子所EAST全超導托卡馬克上取得的這些成果,應該可以大大縮短我們對未來聚變堆研究的進程。

  綜合新華社、央視新聞客戶端 (記者 何曦悅)

(責編:袁菡苓、章華維)

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