中国“人造太阳”创纪录!“亿度千秒”的背后与未来→

6个月前 来源:央视新闻客户端 观看:168

1月20日,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)在安徽合肥创造新的世界纪录,首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行,标志我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

“人造太阳”是什么?如何理解这个突破?未来真正实现可应用的核聚变发电,我们还需要继续做什么?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

1亿摄氏度突破1066秒,意味着什么?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

超过1亿摄氏度能够稳定运行1066秒,这件事情本身到底意味着什么,我们离真正的核聚变发电还有多远?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

同时,很多国家都在进行类似的研究,那么目前在全世界范围来看,我国EAST装置处于一个怎样的水平?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示,这是一个非常重要的里程碑,从此将从前沿的基础研究转向工程实践,向聚变能应用迈进了一大步。“亿度千秒”的难点在于,我们要把这一团火,相当于太阳表面温度的6到7倍,像火球一样的等离子体运速到上千秒,难度是非常难,这应该是目前五十多年的研究中,从物理研究向工程实践迈出的坚实的一步。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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宋云涛称,EAST装置就是所说的中国人造小太阳,是我国建成的世界上第一个全超导托卡马克装置,这里有很多的核心技术,也存在很多的技术挑战,有超高真空、超大电流、超强磁场等很多这样的技术攻关。通过这次实验,这几年来,一直从100秒到400秒再到1000秒,这完全是由中国的磁约束核聚变团队来保持这样的世界纪录。在国际上排在第二方阵的,目前是在70秒到100秒,所以这一次能够实现1000秒,标志着我国在高温等离子体、高约束模等离子体、磁约束研究方面走到了世界前列。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

实现“亿度千秒”,接下来的目标是什么?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

走到世界的前列真的很不容易,100秒、400秒、1000秒,2023年时实现的是403秒,用了一年多的时间实现了千秒,那么我们的下一个目标是什么?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示,能持续的时间是非常重要的,但磁约束聚变研究就像马拉松赛跑一样,不仅要跑得快,还要跑得远。所以,接下来不仅在持续时间上,还要在等离子体密度、等离子体温度等各个方面瞄准未来聚变能的商业应用,做进一步的攻关研究。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

人造太阳建设和研究中,有哪些艰难时刻?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

EAST建设研究进行十几年的时间了,过去这十几年中,研究团队遇到的艰难时刻是哪些,又是怎么过来的?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示,这十几年来,每天的聚变研究如履薄冰,每天会遇到各种各样的工程和物理问题。聚变研究是一个系统庞大的工程,难度就是平时所说的“难于上青天”,在做的过程中,经历了很多困难。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

比如,在十八年前要建超导托卡马克的装置,必须有超导材料,当时西方国家说可以给中国提供超导材料,但是一夜之间又说不给了。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

后来,只能靠自主创新,团队和企业界一起来合作、创新,把超导材料进行技术攻关,现在中国的超导材料、超导技术应该位居世界前列,而且人造太阳上所有的超导材料应用都实现了国产化。同时,还给医疗、工业界提供了很多材料,目前世界上60%~70%的比例会来购买中国的超导材料。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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在做人造太阳过程中,有很多这样的故事,只能靠技术攻关,每天遇到问题、解决问题,不仅有工程问题,还有物理问题,所以研究团队已经进行了十五万次的实验,在十五万次实验中不断探索和摸索。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

中国距离第一座“聚变商业电站”还有多远?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

现在有一些媒体报道说,全世界范围来看,预估2035年会有第一座用聚变来发电的电厂正式运营,就我们国家来说,距离第一座核聚变的电厂还有多远,目前还需要做一些什么样的突破?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示,个人认为随着国家科技创新不断投入,不断增强,中国有第一座“聚变商业电站”的梦想应该在10到20年突破。接下来,要用3到5年的时间建成氘氚燃烧的聚变装置,就是全超导的装置的输出要大于输入。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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宋云涛称,现在的人造太阳,包括国内的物理实验装置基本还构成不了输出大于输入的。接下来,比如正在建设全超导的紧凑型聚变装置,输出大于输入5倍,到2035年希望建成中国的聚变释放堆,输出大于输入20倍,这样就开启了人类的国家聚变能源的商业应用。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

核聚变能源或许能帮助人类实现星际航行W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

可能会有很多人有这样的疑问,现在获取电能的方式有很多种,为什么要投入这么大的精力研究核聚变发电这样一个项目?最终是要解决什么问题?未来通过聚变的方式获取的能源或者能量,还可以用在哪些地方?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示,核聚变能源是一种清洁高效的能源,现在人类大部分使用的都是化石燃料,对于环境和人类的影响非常大。如果实现聚变能,对人类的环境是非常友好的。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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宋云涛称,人类第一次工业革命之前只有马车,马车只能把人类从一个村庄带到另一个村庄;工业革命之后,有了火车、飞机,可以把人类从一个国家带往另外的国家。如果核聚变能源一旦实现,就能够把人类从这个星球带往另外一个星球,那么人类的星际航行就能够实现。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

当我国第一座“聚变商业电站”诞生后,我国的能源供给是怎样的图景?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

畅想一下,未来如果我们真的拥有一座聚变的发电厂之后,我们国家能源的结构会发生一个怎样的变化,能源供给的结构又是一幅怎样的新图景?W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示,一旦实现核聚变能源商业应用,一定会带来人类文明的改变和生存方式的改变,会给生活方式带来翻天覆地的变化。因为现在人类基本上使用的化石燃料,环境会遭受污染,而且化石燃料是有限的。一旦实现核聚变能源应用,人类有了磁约束核聚变,再加上其他绿色能源,能够进行互补,可以让人类环境更加美好。W3C即热新闻——关注每天科技社会生活新变化gihot.com

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