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中国核聚变装置突破极限www.041.net 七年后将开建

来源:http://www.yamatoshokai.com 作者:www.041.net 时间:2019-09-28 14:17

www.041.net 1 “东方小太阳”EAST进行第六轮升级。(科学报 鲁捷摄)

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  东方“小太阳”:与极限展开竞技赛

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  记者冯丽妃

1亿摄氏度,1000秒。这两个数字是盘桓在中国科学院等离子体研究所核物理科学家和全球科学界面前的两座难以跨越的山峰。因为要让核聚变为人类所利用,就意味着要把氘、氚的等离子体瞬间加热到1亿摄氏度,并至少持续1000秒,才能形成持续反应。而这正是等离子体所大科学装置“东方超环”的使命。如果说起EAST的学名大型非圆截面全超导托卡马克装置,可能没有多少人知道;但是如果提起“人造小太阳”,很多人都会竖起大拇指。在这个集合了世界上多领域科研难题的平台上,等离子体所的核物理学家与国际科学界牵手,向一个个极限发出挑战,不断向全球未来能源研究的最高峰冲刺。

  ●EAST的母体里嵌入了中国科学家太多自主创新的成果:从设计到建设,整个项目的自研率在90%以上,取得了68项具有自主知识产权的技术和成果。

与极限竞技

  ●中科院等离子体所已经不仅仅是聚变装置部件的提供者,更是不少国际核聚变实验装置的提供者与合作者。

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  1亿摄氏度,1000秒。这两个数字是盘桓在中国科学院等离子体研究所(以下简称等离子体所)核物理科学家和全球科学界面前的两座难以跨越的山峰。

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  因为要让核聚变为人类所利用,就意味着要把氘、氚的等离子体瞬间加热到1亿摄氏度,并至少持续1000秒,才能形成持续反应。而这正是等离子体所大科学装置“东方超环”(EAST)的使命。

日前,在等离子体研究所一个轰轰隆隆的实验大厅里,科研人员正围绕着一个三层楼高的庞然大物忙碌着。“这是EAST的主机部分,高11米,直径8米,重400吨,主要用来探索实现聚变能源的工程、物理问题,为未来能源发展提供新思路。”等离子体所所长李建刚向参观大科学装置的一行人介绍说。“当前,我国每年要烧100万吨煤发电,如果用核裂变代替煤电能源一年需要5吨铀,但用核聚变一年只要100公斤的重水。”他解释说。取自于海水的氘和氚元素不仅成本低,资源丰富,而且没有任何辐射,是安全和清洁的未来能源。

  如果说起EAST的学名大型非圆截面全超导托卡马克装置,可能没有多少人知道;但是如果提起“人造小太阳”,很多人都会竖起大拇指。

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  在这个集合了世界上多领域科研难题的平台上,等离子体所的核物理学家与国际科学界牵手,向一个个极限发出挑战,不断向全球未来能源研究的最高峰冲刺。

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  与极限竞技

“EAST作为世界上第一个全超导非圆截面核聚变实验装置,集中了超高温、超低温、超大电流、超强磁场和超高真空五个极限。”等离子体所一位科研人员说。每一个极限都是科研的高精尖难题,挑战极限就意味着开拓创新。从1996年至今,EAST的母体里嵌入了中国科学家太多自主创新的成果。“目前,中国在ITER七方采购包进度中已成为第一位。在核聚变领域,中国人再也不是可有可无的‘小角色’。”李建刚自豪地说。现在,科研人员正在对EAST进行全方位的升级改造,为2014年新一轮的物理实验作准备。

  日前,在等离子体研究所一个轰轰隆隆的实验大厅里,科研人员正围绕着一个三层楼高的庞然大物忙碌着。

  “这是EAST的主机部分,高11米,直径8米,重400吨,主要用来探索实现聚变能源的工程、物理问题,为未来能源发展提供新思路。”等离子体所所长李建刚向参观大科学装置的一行人介绍说。

  “当前,我国每年要烧100万吨煤发电,如果用核裂变代替煤电能源一年需要5吨铀,但用核聚变一年只要100公斤的重水。”他解释说。取自于海水的氘和氚元素不仅成本低,资源丰富,而且没有任何辐射,是安全和清洁的未来能源。

  “EAST作为世界上第一个全超导非圆截面核聚变实验装置,集中了超高温、超低温、超大电流、超强磁场和超高真空五个极限。”等离子体所一位科研人员说。

  每一个极限都是科研的高精尖难题,挑战极限就意味着开拓创新。从1996年至今,EAST的母体里嵌入了中国科学家太多自主创新的成果。

  “从设计到建设,整个项目的自研率在90%以上,取得了68项具有自主知识产权的技术和成果。”李建刚说。近期,等离子体所刚刚被评为全国创新团队。

  让2000万摄氏度等离子体持续400秒,这是目前EAST取得的成绩,也是当前国际核聚变反应最好的成绩。“EAST必将对国际热核聚变实验堆计划(ITER)及下一代聚变装置产生更多世界级的、独一无二的贡献。”在今年5月EAST第五次评估中,国际顾问委员会如是评价。

  事实上,与全球规模最大的能源合作项目ITER相比,EAST只有其1/4大小。但麻雀虽小,五脏俱全,EAST的成功经验已经支撑了ITER的建设。如研制出可通过90千安电流的高温超导电流引线,使ITER致冷电耗每年减少2/3以上;证明ITER磁体电源设计方案存在的风险,并设计出新方案。

  “目前,中国在ITER七方采购包进度中已成为第一位。在核聚变领域,中国人再也不是可有可无的‘小角色’。”李建刚自豪地说。现在,科研人员正在对EAST进行全方位的升级改造,为2014年新一轮的物理实验作准备。

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