中国“人造太阳”新突破 七年后建实验堆

中国“人造太阳”新突破 七年后建实验堆插图

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。

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。

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。

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。

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。

与极限竞技

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

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