“人造太阳”路上 中国核聚变技术后来居上

时间:2018-12-30 18:15:38 来源:杏彩官网 作者:匿名


2016年是切尔诺贝利核事故的第30个年头。

核能在改变世界的同时,也成为悬在人类头上的“达摩克利斯之剑”。

与此同时,科学家们也在尝试探索核聚变能源作为新能源的用途。

寻找能源的新途径

“核裂变已被人类用于发电,但裂变反应堆的核燃料极为有限,放射性核废料的处置也是一个问题。”中国科学院等离子体研究所常务副主任宋云涛在接受《中国科学报》采访时表示,“相比之下,核聚变能与太阳产生的能量相同。原料丰富,不会造成污染。安全系数要高得多。“

核聚变能是使用同位素和铯从海水中提取氢的燃料。它含有丰富的原料,不会造成污染。 “核聚变产生的能量多于裂变,并且没有放射性。核反应可以通过熄灭等离子体来终止。”中国科学院等离子体科学研究所研究员徐国胜说,核聚变能源可以说取之不尽,用之不竭。新能源。

“如果人类已经掌握了核聚变能,他们就会拥有可以使用10亿年的清洁能源。”徐国胜说,控制热核聚变实验装置被称为“人造太阳”,是地球寻找能量的途径。希望。

很难用的家伙

尽管核聚变是一种几乎完美的能量形式,但上帝并不想轻易地将它交给人类。

“获得核聚变能非常困难,许多关键技术都需要进一步研究和开发,”徐国胜说。

例如,核聚变反应可以在极高的温度下发生。为了实现融合,需要将氦燃料的温度加热到1亿摄氏度。此外,科学家还面临着一系列问题,如等离子体湍流引起的异常运输以及如何控制各种不稳定性。

“关键是如何使用设备维持核聚变反应所需的等离子体状态。”中国科学院合肥研究所研究员,等离子研究所所长万宝年告诉记者[0x9A8B ],目前国际热核聚变实验装置。 WEST和EAST都是超导“托卡马克”类型。

但是,无论是WEST还是EAST,如果要实现核聚变,设备必须满足两个条件。 “设备系统需要同时实现长脉冲和超高温,所有组件都必须能够主动冷却,”万宝年解释道。不幸的是,世界上没有很多设备可以进行长脉冲核聚变实验,甚至可以实现更少的长脉冲加热。根据万宝年的说法,世界上现有的大多数Tokemak设备属于短脉冲,只能持续10秒20秒。

“WEST和EAST都是长脉冲,但它们也需要长脉冲加热技术。”万宝年说,中国在取暖技术方面取得了一定的成果,通过国际合作,将是核聚变能源的未来发展。奠定基础。

中国学者正在努力

从加入国际热核聚变反应堆(ITER)计划到目前的独立核聚变实验装置建设和研究,在核聚变的道路上,中国正在从“追赶”转向“领导者”。

2006年9月,中国自行设计建造的EAST完工,第一次成功放电完成,获得了电流为200 kA,时间近3秒的高温等离子体放电。与国际同类实验装置相比,它采用资金最少,结构最快,操作最早,运行后最快的等离子体放电。《中国科学报》和《自然》分别高度赞扬了中国学者的努力:“中国创造了融合的历史”“这里的科学价值得到了极大的体现”。同年,中国被ITER计划吸收为七个合作伙伴之一。

今年2月,EAST物理实验实现了超高温长脉冲等离子体放电,电子温度超过5000万摄氏度,持续102秒。 4月底,中国首次向法国出口核聚变工程技术,为法国核聚变研究实验装置提供关键部件。

“在过去,西方已经为我们开发了设备。现在,我们将帮助他们开发设备。”中国科学院合肥研究院院长严光利说:“如果我们没有好的表现,人们就不会花大钱去合作。”

不仅如此,它还成为吸引人才的吸引力。 “现在,每年都有成千上万的外国科学家来到等离子体开展国际合作。十年前,我们出国留学。”宋云涛说。