“夸父”逐日再进一步
中国下一代“人造太阳” 关键系统通过验收

3月9日拍摄的聚变堆主机关键系统综合研究设施八分之一真空室及总体安装系统主体平台。 新华社记者 周牧 摄
系统研制水平及运行能力达到国际先进水平
科研团队历时十年攻关,形成40余项发明专利
中国下一代“人造太阳”又建成一项关键系统!记者9日从中国科学院合肥物质科学研究院获悉,该院大科学团队研制的聚变堆主机关键系统综合研究设施——八分之一真空室及总体安装系统通过专家组测试与验收,系统研制水平及运行能力达到国际先进水平。
太阳发光发热源于其内部的核聚变反应,“人造太阳”顾名思义,就是要造出一个“太阳”实现聚变发电。核聚变材料在地球上极为丰富,且排放无污染,被人们认为是打开“能源自由”之门的钥匙。
安徽合肥西北角,“夸父”聚变堆主机关键系统综合研究设施园区实验厂房内,一个形似巨型“橘子瓣”的装置巍然矗立,这就是刚通过验收的八分之一真空室及总体安装系统主体平台。它采用D形截面双层壳体结构,总高20米,真空室壳体采用50毫米厚的超低碳不锈钢材料,重295吨。未来,8个这样的“橘子瓣”合而为一,下一代“人造太阳”将在其中“燃烧”。
“在聚变堆中,真空室是离堆芯最近的核安全屏障。它不仅能保障上亿度等离子体在装置中的运行,也为超导磁体提供安全屏障,对精度、焊接水准、磁导率等提出了超高要求。”中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所研究员、八分之一真空室及总体安装系统负责人刘志宏介绍,这一系统是聚变堆主机关键系统综合研究设施19项子系统中的关键一项,通过完成八分之一真空室的研发,团队已完全掌握未来聚变堆完整的环形真空室的关键技术。
从预研、研制、调试到正式建成并通过验收,科研团队历时十年攻关,形成40余项发明专利。这一系统不仅为未来聚变堆主机真空室内部部件的安装、检测、调试和遥操作研究提供一个全尺寸的综合实验平台,相关技术还拓展应用于粒子加速器、精密机械、电子科技、半导体等领域。
据介绍,随着聚变堆主机关键系统综合研究设施各子系统相继研制成功及投入运行,从基础研究到技术验证和工程应用的完整链条正逐步形成,为聚变堆的设计、建设、运行奠定了坚实的科学技术基础。
新闻延伸
什么是“人造太阳”?
什么是“人造太阳”?它是一种模拟太阳内部核聚变反应过程的装置,通过控制和维持高温等离子体运行,实现聚变反应来释放巨大的能量,从而有望彻底解决人类能源问题,并深刻改变人类生产生活方式。核聚变能源具有原料丰富、安全高效、清洁低碳的独特优点,用它来发电可提供近乎零碳排放的清洁能源。举个例子,一升海水中提炼出来的氘与另外一种原料氚经过聚变反应释放出的能量,相当于300升汽油燃烧的能量。
核聚变能将如何改变人类生活?
“人造太阳”最直接的应用,就是解决能源问题。那么,这项研究将如何影响我们的生活呢?专家称,如果人类能利用核聚变能,这将是颠覆性的变革。
中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所研究员龚先祖表示,最直接的关系是解决未来能源问题。如果有一天我们能真正利用核聚变能,我想可能世界上战争也要少许多,大家不为抢夺石油资源发动战争。更重要的一点,如果人类真正能够利用核聚变能,应该说是一个巨大的革命。如果真正在实验室能够产生持续的核聚变能,能够有稳定输出,那将带来对人类能源的一次革命。
核聚变会不会对大气环境造成影响?
虽然是为了解决能源问题,也有网友疑问,核聚变研究会不会对大气环境造成影响?人类真正想实现核聚变能代替传统的化石能源,到底还有多远的路要走呢?
龚先祖表示,核聚变反应本身产生的生成物是氦,它是一个清洁能源,非常友好的,也是跟我们整个国家的要求,就是达到碳中和的目标是一致的。
对全球来说,聚变的路确实是很长。但是随着近20年的发展,特别是在我们等离子所EAST全超导托卡马克上取得的这些成果,应该可以大大缩短我们对未来聚变堆研究的进程。
综合新华社、央视新闻客户端 (记者 何曦悦)
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